CH624919A5 - Process for the preparation of an aqueous solution of an alkali metal salt of an aliphatic or heterocyclic alpha-ketocarboxylic acid - Google Patents
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Description
L'invention a pour objet un procédé de préparation d'une solution aqueuse d'un sel de métal alcalin d'un acide a-cétocar-boxylique de la formule: The subject of the invention is a process for preparing an aqueous solution of an alkali metal salt of an α-ketocarboxylic acid of the formula:
O O O O
R-è-C-OH où R représente un radical CH3 -, C2H5 -, CH3CH2CH2 -, (CH3)2CH - ,CH3CH2CH2CH2 -, C2H5CH(CH3) -, (CH3)2CHCH2 - ,CH3CH 2CH2CH(CH3) -, (C2H5)2CH -, H2NCH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2COOH, -CH2-CH2-S-CH3, (CH3)2CHCH2CH2-, C2H5CH(CH3)CH2_ R-è-C-OH where R represents a radical CH3 -, C2H5 -, CH3CH2CH2 -, (CH3) 2CH -, CH3CH2CH2CH2 -, C2H5CH (CH3) -, (CH3) 2CHCH2 -, CH3CH 2CH2CH (CH3) -, ( C2H5) 2CH -, H2NCH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2COOH, -CH2-CH2-S-CH3, (CH3) 2CHCH2CH2-, C2H5CH (CH3) CH2_
ou H-N N or H-N N
suivant lequel on mélange une hydantoïne de formule : according to which a hydantoin of formula is mixed:
z 0 z 0
il (t c c he (t c c
I I I I
M" .N-H M ".N-H
C VS
H H
O O
où Z représente un radical CH2 =, CH3CH =, CH3CH2CH =, (CH3)2C=, CH3CH2CH2CH =, C2H5C(CH3) =, (CH3)2CHCH =, CH3CH2CH2C(CH3) =, (C2H5)2C=, where Z represents a radical CH2 =, CH3CH =, CH3CH2CH =, (CH3) 2C =, CH3CH2CH2CH =, C2H5C (CH3) =, (CH3) 2CHCH =, CH3CH2CH2C (CH3) =, (C2H5) 2C =,
h2nch2ch2ch2ch=, =chch2cooh, h2nch2ch2ch2ch =, = chch2cooh,
= CH - CH2 - S - CH3> (CH3)2CHCH2CH =, C2H5CH(CH3)CH = , = CH - CH2 - S - CH3> (CH3) 2CHCH2CH =, C2H5CH (CH3) CH =,
ou et une solution aqueuse d'un hydroxyde de métal alcalin, comme l'hydroxyde de lithium ou de préférence de sodium ou de potassium, puis on maintient le mélange à une température et pendant une durée propres à la formation de ce sel d'acide a-cétocarboxylique. or and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, such as lithium hydroxide or preferably sodium or potassium hydroxide, then the mixture is maintained at a temperature and for a period suitable for the formation of this acid salt a-ketocarboxylic.
Si la chose est désirée, la solution résultante peut être utilisée telle quelle. En variante, le pH de la solution est ajusté pour la formation de l'acide a-cétocarboxylique et ce dernier est extrait au moyen d'un solvant volatil inerte, qui est sensiblement insoluble 5 dans l'eau et dans lequel il forme une solution non aqueuse, après quoi l'acide a-cétocarboxylique est séparé du solvant volatil inerte par évaporation de celui-ci ou bien est converti en sel de sodium, de potassium ou de calcium par extraction de ce sel au départ de la solution non aqueuse au moyen d'une solution ou suspension 10 aqueuse d'hydroxyde de sodium, d'hydroxyde de potassium, d'hydroxyde de calcium, de carbonate de sodium, de carbonate de potassium, de carbonate de calcium, de bicarbonate de sodium ou de bicarbonate de potassium. If desired, the resulting solution can be used as is. Alternatively, the pH of the solution is adjusted for the formation of α-ketocarboxylic acid and the latter is extracted using an inert volatile solvent, which is substantially insoluble in water and in which it forms a solution. non-aqueous, after which the a-ketocarboxylic acid is separated from the inert volatile solvent by evaporation of the latter or is converted to the sodium, potassium or calcium salt by extraction of this salt from the non-aqueous solution at using an aqueous solution or suspension of sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, calcium carbonate, sodium bicarbonate or sodium bicarbonate potassium.
Le pH de la solution est de préférence ajusté au moyen d'acide 15 chlorhydrique ou sulfurique et la température de la solution est ajustée à une valeur d'environ 5 à 35° C si elle ne se trouve pas déjà à une telle valeur avant l'ajustement du pH en vue de la formation d'une solution aqueuse de l'acide a-cétocarboxylique. Le solvant volatil inerte préféré est l'éther diéthylique, l'éther diiso-20 propylique, l'acétate d'éthyle, l'acétate de n-butyle ou la méthyli-sobutylcétone. The pH of the solution is preferably adjusted using hydrochloric or sulfuric acid and the temperature of the solution is adjusted to about 5 to 35 ° C if it is not already at such a value before 1 adjusting the pH for the formation of an aqueous solution of α-ketocarboxylic acid. The preferred inert volatile solvent is diethyl ether, diisopropyl ether, ethyl acetate, n-butyl acetate or methylisobutyl ketone.
Suivant une forme de réalisation préférée du nouveau procédé, le pH de la solution du sel de métal alcalin de l'acide a-cétocarboxylique est ajusté à une valeur d'environ 0,5 à 4 et de préférence 25 de 2 à 3,5 au moyen d'acide chlorhydrique, bromhydrique, iodhy-drique ou nitrique, tandis que la température de la solution est maintenue à environ 10 à 40° C et de préférence de 20 à 30° C (lorsque la solution ne se trouve pas à une telle température, elle peut y être amenée par refroidissement ou chauffage avant 30 l'ajustement du pH), le dio.xyde de carbone est chassé de la solution, par exemple par barbotage d'un gaz inerte comme l'azote, l'hélium ou l'argon, par ébullition, de préférence sous pression réduite, ou par entraînement à la vapeur, le pH de la solution est alors ajusté à une valeur de 6,5 à 8,5 et de préférence de 7 à 8 (par 35 exemple par addition d'un hydroxyde de métal alcalin sensiblement exempt de carbonate de métal alcalin) et une solution de chlorure de calcium, de bromure de calcium, d'iodure de calcium ou de nitrate de calcium est ajoutée (par exemple en quantité de 0,6 à 0,4 mol/mol de sel de métal alcalin d'acide a-cétocarboxy-40 lique que contient la solution traitée) pour la formation d'une suspension d'un précipité de sel de calcium d'acide a-cétocarboxylique qui est alors recueilli. According to a preferred embodiment of the new process, the pH of the solution of the alkali metal salt of α-ketocarboxylic acid is adjusted to a value of about 0.5 to 4 and preferably from 2 to 3.5 using hydrochloric, hydrobromic, hydroiodic or nitric acid, while the temperature of the solution is maintained at around 10 to 40 ° C and preferably from 20 to 30 ° C (when the solution is not at a such temperature, it can be brought there by cooling or heating before adjusting the pH), carbon dioxide is removed from the solution, for example by bubbling an inert gas such as nitrogen, helium or argon, by boiling, preferably under reduced pressure, or by steam entrainment, the pH of the solution is then adjusted to a value of 6.5 to 8.5 and preferably from 7 to 8 (par 35 example by addition of an alkali metal hydroxide substantially free of alkali metal carbonate) and a solution of calcium chloride, br calcium omure, calcium iodide or calcium nitrate is added (for example in an amount of 0.6 to 0.4 mol / mol of the alkali metal salt of 40-ketocarboxylic acid contained in the solution treated) for the formation of a suspension of a precipitate of calcium salt of α-ketocarboxylic acid which is then collected.
Une nouvelle quantité du sel de calcium de l'acide a-cétocar-boxylique peut être précipitée de la liqueur mère par évaporation 45 de l'eau de celle-ci (par exemple par ébullition, de préférence sous pression réduite ou à l'évaporateur rotatif). L'opération peut être effectuée avant ou après la séparation. Lorsqu'elle est exécutée après la séparation, une seconde quantité du produit peut être séparée et recueillie. Si seule une faible quantité de sel de métal 50 alcalin de l'acide a-cétocarboxylique est initialement présente, il peut être nécessaire d'évaporer de l'eau du mélange obtenu après l'addition de la solution de sel de calcium pour faire précipiter le sel de calcium de l'acide a-cétocarboxylique. (Si la chose est désirée, cette eau peut être évaporée avant l'addition de la solution de 55 sel de calcium.) Le sel de calcium de l'acide a-cétocarboxylique ainsi précipité est séparé à une température (par exemple de 10 à 30° C et de préférence de 15 à 25° C) qui convient pour la conduite de la séparation. A new quantity of the calcium salt of α-ketocarboxylic acid can be precipitated from the mother liquor by evaporation of the water therefrom (for example by boiling, preferably under reduced pressure or in the evaporator rotary). The operation can be performed before or after separation. When performed after separation, a second amount of product can be separated and collected. If only a small amount of the alkali metal salt of α-ketocarboxylic acid is initially present, it may be necessary to evaporate water from the mixture obtained after the addition of the calcium salt solution to precipitate the calcium salt of α-ketocarboxylic acid. (If desired, this water can be evaporated before the addition of the calcium salt solution.) The calcium salt of the thus precipitated α-ketocarboxylic acid is separated at a temperature (for example from 10 to 30 ° C and preferably 15 to 25 ° C) which is suitable for carrying out the separation.
Dans certaines formes de réalisation de l'invention, un solvant 60 volatil inerte sensiblement insoluble dans l'eau est utilisé pour extraire l'acide a-cétocarboxylique de sa solution aqueuse. Aux fins de l'invention, par solvant volatil inerte sensiblement insoluble dans l'eau, il convient d'entendre un solvant inerte bouillant d'environ 30 à 160°C sous une pression absolue d'environ 65 760 mm Hg et dont la solubilité dans l'eau n'excède pas environ 9 parties pour 100 parties d'eau à environ 20° C. On qualifie d'inerte un tel solvant qui ne réagit pas chimiquement avec l'eau ou avec l'acide a-cétocarboxylique. On trouvera au tableau ci- In some embodiments of the invention, an inert volatile solvent substantially insoluble in water is used to extract the α-ketocarboxylic acid from its aqueous solution. For the purposes of the invention, by inert volatile solvent substantially insoluble in water, an inert solvent should be understood to boil about 30 to 160 ° C under an absolute pressure of about 65,760 mm Hg and whose solubility in water does not exceed approximately 9 parts per 100 parts of water at approximately 20 ° C. Such a solvent which does not react chemically with water or with α-ketocarboxylic acid is described as inert. The table below shows
624 919 624,919
4 4
après différents solvants volatils inertes sensiblement insolubles dans l'eau. after various inert volatile solvents substantially insoluble in water.
Solvants volatils inertes sensiblement insolubles dans l'eau: Inert volatile solvents substantially insoluble in water:
alcool n-amylique 3-pentanol n-amyl alcohol 3-pentanol
2-méthyl-3-butanol acétate de n-amyle méthylisobutylcétone éther diisopropylique éther isopropyléthylique éther di-n-butylique acétate de n-propyle diéthylcétone cyclohexanol 2-methyl-3-butanol n-amyl acetate methylisobutyl ketone diisopropyl ether isopropylethyl ether di-n-butyl ether n-propyl acetate diethyl ketone cyclohexanol
éther éthyl-n-hexylique ethyl-n-hexyl ether
éther méthylisobutylique methylisobutyl ether
éther méthyl-n-propylique benzène benzene methyl-n-propyl ether
éthylbenzène isopropylbenzène o-xylène n-pentane n-hexane ethylbenzene isopropylbenzene o-xylene n-pentane n-hexane
2.2-diméthylbutane 2.2-dimethylbutane
3-méthylpentane isoheptane 3-méthylhexane 3-methylpentane isoheptane 3-methylhexane
3.3-diméthylpentane 2,2,3-triméthylbutane les nonanes cycloheptane cyclo octane hexadiène-1,3 3.3-dimethylpentane 2,2,3-trimethylbutane nonanes cycloheptane cyclo octane hexadiene-1,3
les heptylènes les chlorures d'amyle les chlorures d'hexyle heptylenes amyl chlorides hexyl chlorides
3-chloro-2,3-diméthylpentane chlorure de cyclopentyle tétrachlorure de carbone 3-chloro-2,3-dimethylpentane cyclopentyl chloride carbon tetrachloride
1,2-dibromoéthane 1,2-dibromoethane
1,2-dichloroéthane cycloheptène chlorure de cyclohexyle 1,2-dichloroethane cycloheptene cyclohexyl chloride
2-nitrobutane les octylènes les bromures de butyle 2-nitrobutane octylenes butyl bromides
2-pentanol 2-méthyl-4-butanol les hexanols acétate de s-amyle n-butanol éther diéthylique acétate de n-butyle acétate d'éthyle éther n-propylique n-hexanol 2-pentanol 2-methyl-4-butanol hexanols s-amyl acetate n-butanol diethyl ether n-butyl acetate ethyl acetate n-propyl ether n-hexanol
éther éthylisobutylique éther éthylisoamylique éther méthyl-n-butylique anisole toluène n-propylbenzène m-xylène p-xylène isopentane isohexane ethylisobutyl ether ethylisoamyl ether methyl-n-butyl ether anisole toluene n-propylbenzene m-xylene p-xylene isopentane isohexane
3,3-diméthylbutane n-heptane 3,3-dimethylbutane n-heptane
2-méthylhexane 2,2-diméthylpentane 2-methylhexane 2,2-dimethylpentane
3-éthylpentane les octanes cyclohexane cyclopentane cyclohexène hexadiène-1,4 les hexylènes les dichloropropanes les chlorures de butyle chlorobenzène chloroforme 1,1-dibromoéthane 1,1 -dichloroéthane éther allylique les cyclohexadiènes 3-ethylpentane octanes cyclohexane cyclopentane cyclohexene hexadiene-1,4 hexylenes dichloropropanes butyl chlorides chlorobenzene chloroform 1,1-dibromoethane 1,1-dichloroethane allyl ether cyclohexadienes
1-nitrobutane 1-nitrobutane
2-nitro-2-méthylpropane les chlorures de butyle les iodures de butyle les éthers de pétrole bouillant au-dessus de 150°C sous une pression absolue d'environ 760 mm Hg et leurs mélanges, 2-bromo-2,3-diméthylbutane et autres bromobutanes bouillant au-dessous d'environ 150°C sous une pression absolue d'environ 760 mm Hg, 2-nitro-2-methylpropane butyl chlorides butyl iodides petroleum ethers boiling above 150 ° C under an absolute pressure of about 760 mm Hg and their mixtures, 2-bromo-2,3-dimethylbutane and other bromobutanes boiling below about 150 ° C under an absolute pressure of about 760 mm Hg,
I-chlorohexane et autres chlorohexanes bouillant au-dessous d'environ 160°C sous une pression absolue d'environ 760 mm Hg. I-chlorohexane and other chlorohexanes boiling below about 160 ° C under an absolute pressure of about 760 mm Hg.
Lorsqu'un acide a-cétocarboxylique est séparé d'un solvant volatil inerte d'un point d'ébullition normal de plus d'environ 100 à 110°C par évaporation du solvant, il est généralement préféré de travailler sous pression réduite, par exemple sous une pression absolue d'environ 100 à 200 mm Hg, sinon moins, de manière à réduire ou supprimer la possibilité d'une décomposition thermique de l'acide. When an α-ketocarboxylic acid is separated from an inert volatile solvent with a normal boiling point of more than about 100-110 ° C by evaporation of the solvent, it is generally preferred to work under reduced pressure, for example at an absolute pressure of about 100 to 200 mm Hg, if not less, so as to reduce or eliminate the possibility of thermal decomposition of the acid.
Lorsqu'un sel de métal alcalin d'un acide a-cétocarboxylique est converti en acide libre, il est généralement préférable d'exécuter l'opération par ajustement du pH d'une solution aqueuse du sel de l'a-cétoacide à une valeur d'environ 0,5 à 2 et plus avantageusement de 0,8 à 1,5 au moyen d'un acide fort, comme l'acide chlorhydrique ou sulfurique. When an alkali metal salt of an α-ketocarboxylic acid is converted to the free acid, it is generally preferable to carry out the operation by adjusting the pH of an aqueous solution of the α-keto acid salt to a value about 0.5 to 2 and more preferably 0.8 to 1.5 using a strong acid, such as hydrochloric or sulfuric acid.
Les hydantoïnes de départ peuvent être préparées par réaction de l'hydantoïne proprement dite avec un aldéhyde ou une cétone de formule : The starting hydantoins can be prepared by reaction of the hydantoin itself with an aldehyde or a ketone of formula:
z=o z = o
S S
où Z a la signification qui lui a été donnée ci-dessus, dans un milieu de réaction aqueux en présence d'un catalyseur qui est (i) l'ammoniac ou (ii) une amine primaire ayant un pKb de 3 à 5, le catalyseur étant présent en quantité propre à provoquer la for-îo mation de l'hydantoïne recherchée. L'hydantoïne recherchée peut être séparée, par exemple par cristallisation, puis filtration ou cen-trifugation ou bien décantation, puis séchée si la chose est désirée, et recueillie. La majeure partie de l'hydantoïne recherchée précipite généralement à mesure de sa formation. Lorsque la précipitais tion n'a pas lieu, l'hydantoïne recherchée peut être amenée à précipiter ou cristalliser par évaporation de l'eau du milieu de réaction aqueux dans lequel elle se forme, puis par refroidissement du mélange concentré résultant. Cette évaporation est de préférence exécutée sous pression réduite. Un rapport molaire de l'hydan-2o toïne de départ au catalyseur et à l'aldéhyde d'environ where Z has the meaning given to it above, in an aqueous reaction medium in the presence of a catalyst which is (i) ammonia or (ii) a primary amine having a pKb of 3 to 5, the catalyst being present in an amount suitable for causing the formation of the desired hydantoin. The desired hydantoin can be separated, for example by crystallization, then filtration or centrifugation or decantation, then dried if the thing is desired, and collected. Most of the desired hydantoin generally precipitates as it forms. When the precipitation does not take place, the desired hydantoin can be caused to precipitate or crystallize by evaporation of the water from the aqueous reaction medium in which it is formed, then by cooling of the resulting concentrated mixture. This evaporation is preferably carried out under reduced pressure. A molar ratio of the starting hydrogen-2o toin to the catalyst and to the aldehyde of approximately
1:0,5-10:0,5-4 est généralement préféré avec un temps de séjour qui est en général de 1 à 8 h et une température de réaction d'environ 50 à 150°C. La monoéthanolamine est un catalyseur préféré. 1: 0.5-10: 0.5-4 is generally preferred with a residence time which is generally 1 to 8 h and a reaction temperature of about 50 to 150 ° C. Monoethanolamine is a preferred catalyst.
25 Dans le procédé de l'invention, lorsque l'hydantoïne est convertie en sel de métal alcalin d'un acide a-cétocarboxylique par réaction avec une solution aqueuse d'un hydroxyde de métal alcalin, a) le rapport molaire de l'hydantoïne à l'hydroxyde de métal alcalin, b) la concentration de l'hydroxyde de métal alcalin, 3o c) la température de réaction et d) le temps de contact ou temps de réaction ne sont pas critiques. Des valeurs convenables pour ces paramètres sont données ci-après: In the process of the invention, when the hydantoin is converted to the alkali metal salt of an α-ketocarboxylic acid by reaction with an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, a) the molar ratio of the hydantoin with the alkali metal hydroxide, b) the concentration of the alkali metal hydroxide, 3o c) the reaction temperature and d) the contact time or reaction time are not critical. Suitable values for these parameters are given below:
a) rapport molaire de l'hydantoïne à l'hydroxyde de métal alcalin de 1:1,25-25 et de préférence de 1:1,5-6; 35 b) concentration en hydroxyde de métal alcalin dans le système de réaction dans lequel l'hydantoïne se convertit en sel de métal alcalin de l'acide a-cétocarboxylique de 1 à 25% et de préférence de 10 à 20%; a) molar ratio of hydantoin to alkali metal hydroxide of 1: 1.25-25 and preferably 1: 1.5-6; B) concentration of alkali metal hydroxide in the reaction system in which the hydantoin converts to the alkali metal salt of α-ketocarboxylic acid from 1 to 25% and preferably from 10 to 20%;
c) température de réaction de 75 à 150°C et de préférence de 40 90 à 110°C; c) reaction temperature of 75 to 150 ° C and preferably 40 90 to 110 ° C;
d) temps de contact ou de réaction de 0,5 à 10 h et de préférence de 2 à 5 h. d) contact or reaction time of 0.5 to 10 h and preferably 2 to 5 h.
L'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, l'acide bromhy-drique, l'acide iodhydrique et l'acide nitrique sont les acides préfé-45 rés pour abaisser le pH dans le procédé de l'invention, par exemple pour convertir tout ou partie du sel de métal alcalin d'un acide a-cétocarboxylique en présence en une solution aqueuse de l'acide a-cétocarboxylique libre. Néanmoins, lorsque le système contient des ions calcium ou lorsque des ions calcium sont ajoutés so ultérieusement, à savoir après abaissement du pH, il est préférable d'éviter un apport d'acide sulfurique en raison de la faible solubilité du sulfate de calcium. Sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid and nitric acid are the preferred acids to lower the pH in the process of the invention, for example to convert any or part of the alkali metal salt of an a-ketocarboxylic acid in the presence in an aqueous solution of the free a-ketocarboxylic acid. However, when the system contains calcium ions or when calcium ions are added thereafter, ie after lowering the pH, it is preferable to avoid a supply of sulfuric acid because of the low solubility of calcium sulfate.
Lors de l'extraction d'un acide a-cétocarboxylique d'une de ses solutions aqueuses au moyen d'un solvant volatil inerte, le 55 rapport du solvant à la solution aqueuse n'est pas critique. Un intervalle utile s'étend de 0,5 à 1,51 ou davantage de solvant par litre de solution aqueuse, la quantité préférée étant de 0,75 à 1 1 de solvant par litre de solution aqueuse. Les solvants volatils inertes préférés sont notamment l'éther diéthylique, l'éther diisopropy-60 lique, l'acétate d'éthyle, l'acétate de n-butyle et la méthylisobutylcétone. When extracting an α-ketocarboxylic acid from one of its aqueous solutions using an inert volatile solvent, the ratio of solvent to aqueous solution is not critical. A useful range is from 0.5 to 1.51 or more solvent per liter of aqueous solution, the preferred amount being 0.75 to 1 L of solvent per liter of aqueous solution. The preferred inert volatile solvents are especially diethyl ether, diisopropyl ether, ethyl acetate, n-butyl acetate and methylisobutyl ketone.
Lorsqu'un acide a-cétocarboxylique est extrait à l'état de sel de métal alcalin ou de sel de calcium d'une solution de l'acide a-cétocarboxylique libre dans un solvant volatil inerte au moyen 65 d'un système aqueux qui est une solution ou suspension contenant de l'hydroxyde de sodium, de l'hydroxyde de potassium, du carbonate de sodium, du carbonate de potassium, du bicarbonate de sodium, du bicarbonate de potassium, de l'hydroxyde de calcium When an α-ketocarboxylic acid is extracted as an alkali metal salt or calcium salt from a solution of the free α-ketocarboxylic acid in an inert volatile solvent by means of an aqueous system which is a solution or suspension containing sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, calcium hydroxide
5 5
624 919 624,919
ou du carbonate de calcium, un rapport en équivalents de l'a-cétoacide à l'alcali de 1:0,8-1,5 convient, le rapport préféré étant de 1:0,9-1. Une quantité de 1 Eq d'acide a-cétocarboxylique est de 1 mol. Une quantité de 1 Eq d'hydroxyde de sodium, d'hydroxyde de potassium, de bicarbonate de sodium ou de bicarbonate de potassium est de 1 mol. Une quantité de 2 Eq de carbonate de sodium, de carbonate de potassium, de carbonate de calcium ou d'hydroxyde de calcium est de 1 mol. or calcium carbonate, an equivalent ratio of α-keto acid to alkali of 1: 0.8-1.5 is suitable, the preferred ratio being 1: 0.9-1. An amount of 1 Eq of α-ketocarboxylic acid is 1 mol. An amount of 1 Eq of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium bicarbonate or potassium bicarbonate is 1 mol. An amount of 2 Eq of sodium carbonate, potassium carbonate, calcium carbonate or calcium hydroxide is 1 mol.
La concentration en composé alcalin n'est pas critique pour une telle extraction. Les concentrations en composé alcalin sont utilement de 0,5 à 8 Eq/1 et de préférence de 1 à 5 Eq/1. Comme il est évident pour le spécialiste, une solution d'hydroxyde de sodium contient d'habitude un peu de carbonate de sodium, une solution d'hydroxyde de potassium contient habituellement un peu de carbonate de potassium et une solution ou suspension d'hydroxyde de calcium contient un peu de carbonate de calcium. La solubilité du carbonate de calcium dans l'eau est faible, à savoir d'environ 0,015 g dans 100 g d'eau à 25° C. The concentration of alkaline compound is not critical for such extraction. The concentrations of alkaline compound are usefully from 0.5 to 8 Eq / 1 and preferably from 1 to 5 Eq / 1. As is obvious to the specialist, a solution of sodium hydroxide usually contains a little sodium carbonate, a solution of potassium hydroxide usually contains a little potassium carbonate and a solution or suspension of hydroxide calcium contains a little calcium carbonate. The solubility of calcium carbonate in water is low, i.e. about 0.015 g in 100 g of water at 25 ° C.
L'ammoniac et un carbonate de métal alcalin sont les sous-produits de la réaction de l'hydantoïne avec un hydroxyde de métal alcalin dans un système aqueux avec formation du sel de métal alcalin de l'acide a-cétocarboxylique. Ammonia and an alkali metal carbonate are the byproducts of the reaction of hydantoin with an alkali metal hydroxide in an aqueous system with formation of the alkali metal salt of α-ketocarboxylic acid.
Lorsqu'une suspension comprenant un sel de calcium d'un acide a-cétocarboxylique est formée par réaction d'une solution aqueuse d'un sel de métal alcalin de l'acide a-cétocarboxylique avec une solution aqueuse d'un sel inorganique hydrosoluble de calcium, comme le bromure, le chlorure, l'iodure ou le nitrate de calcium, la concentration en sel inorganique de calcium peut être de 3 à 8 mol/1 et est de préférence de 5 à 7 mol/1. La valeur précise de la concentration n'est pas critique. De même, le rapport en équivalents entre le sel de métal alcalin de l'acide a-cétocarboxylique et le sel inorganique de calcium n'est pas critique non plus. Le rapport en équivalents du sel de métal alcalin de l'acide a-cétocarboxylique au sel inorganique de calcium est utilement de 1:0,8-1,5 et de préférence de 1:0,9-1. Une quantité de 2 équivalents de chlorure, de bromure, d'iodure ou de nitrate de calcium est de 1 mol d'un tel sel inorganique. When a suspension comprising a calcium salt of an a-ketocarboxylic acid is formed by reacting an aqueous solution of an alkali metal salt of a-ketocarboxylic acid with an aqueous solution of a water-soluble inorganic salt of calcium, such as bromide, chloride, iodide or calcium nitrate, the inorganic calcium salt concentration can be from 3 to 8 mol / 1 and is preferably from 5 to 7 mol / 1. The precise value of the concentration is not critical. Likewise, the equivalent ratio between the alkali metal salt of α-ketocarboxylic acid and the inorganic calcium salt is not critical either. The ratio in equivalents of the alkali metal salt of α-ketocarboxylic acid to the inorganic calcium salt is usefully 1: 0.8-1.5 and preferably 1: 0.9-1. An amount of 2 equivalents of chloride, bromide, iodide or calcium nitrate is 1 mol of such an inorganic salt.
Lorsqu'un sel de calcium d'un acide a-cétocarboxylique est formé de cette façon, si le système aqueux résultant, à savoir formé par mélange de la solution aqueuse du sel de métal alcalin de l'acide a-cétocarboxylique avec la solution aqueuse du sel inorganique de calcium, est tellement dilué, c'est-à-dire contient tellement d'eau, que le sel de calcium de l'acide a-cétocarboxylique ne précipite pas, de l'eau peut en être évaporée, de préférence sous pression réduite, au moins jusqu'à précipitation d'une partie du sel de calcium de l'acide a-cétocarboxylique. When a calcium salt of an a-ketocarboxylic acid is formed in this way, if the resulting aqueous system, i.e. formed by mixing the aqueous solution of the alkali metal salt of a-ketocarboxylic acid with the aqueous solution inorganic calcium salt, is so diluted, i.e. contains so much water, that the calcium salt of a-ketocarboxylic acid does not precipitate, water can be evaporated from it, preferably under reduced pressure, at least until precipitation of part of the calcium salt of α-ketocarboxylic acid.
Les précipités ou cristaux, notamment les sels de calcium d'acides a-cétocarboxyliques précipités, peuvent être séparés par centrifugation, filtration ou décantation. The precipitates or crystals, in particular the calcium salts of precipitated α-ketocarboxylic acids, can be separated by centrifugation, filtration or decantation.
Un sel d'acide a-cétocarboxylique ainsi précipité et séparé peut être lavé, par exemple avec de l'eau ou de préférence de l'eau saturée en ce même sel, puis séché, par exemple à l'air, et enfin recueilli. An α-ketocarboxylic acid salt thus precipitated and separated can be washed, for example with water or preferably water saturated with this same salt, then dried, for example in air, and finally collected.
Un sel de métal alcalin ou de calcium d'acide a-cétocarboxylique peut être séparé et isolé d'une solution aqueuse le contenant par évaporation de l'eau, de préférence sous pression réduite. An alkali metal or calcium salt of α-ketocarboxylic acid can be separated and isolated from an aqueous solution containing it by evaporation of the water, preferably under reduced pressure.
L'invention est illustrée par les exemples spécifiques suivants. The invention is illustrated by the following specific examples.
Exemple 1 Example 1
On dissout 939 g, soit 6,1 mol, de 5-isobutylidènehydantoïne dans 22,71 d'eau contenant 976 g, soit 24,4 mol, d'hydroxyde de sodium qu'on ajoute sous la forme d'une solution aqueuse à 50% de ce composé. On chauffe la solution résultante à l'ébullition pendant 5,5 h. On ajoute de l'eau périodiquement pour maintenir le volume sensiblement constant. De l'ammoniac se dégage pendant l'ébullition. 939 g, or 6.1 mol, of 5-isobutylidenehydantoin are dissolved in 22.71 of water containing 976 g, or 24.4 mol, of sodium hydroxide which is added in the form of an aqueous solution to 50% of this compound. The resulting solution is heated to the boil for 5.5 h. Water is added periodically to keep the volume substantially constant. Ammonia is released during boiling.
Après l'ébullition, on acidifie jusqu'à pH 1, au moyen d'acide chlorhydrique concentré, la solution qui a réagi tandis qu'on la refroidit pour maintenir sa température au-dessous de 30° C. On extrait la solution acidifiée résultante avec 3 aliquotes de 3025 ml d'éther diéthylique pour séparer le cétoacide produit de la solution aqueuse. On combine les trois extraits éthérés et on les mélange avec 6,11 d'eau. Sous vive agitation, on ajuste le pH du mélange à 7,3 par addition d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 50%. On interrompt alors l'agitation et on laisse les couches se séparer. On concentre à l'évaporateur rotatif jusqu'à un volume total d'environ 500 ml, la couche aqueuse d'un volume d'environ 6,41 qui consiste essentiellement en le sel de sodium du cétoacide dans l'eau avec une petite fraction de l'éther. Pendant l'évaporation, on recueille par filtration à trois reprises du produit cristallin. On lave le produit cristallin à l'acétone, on le sèche par exposition à l'air à environ 20° C et on le recueille ainsi en un poids total de 536,1 g. On identifie ce composé comme étant l'a-céto-isocaproate de sodium pur. Du fait que ce sel est hydraté, ce poids correspond à une conversion (rendement en une passe) d'environ 54,5% de la valeur théorique, sur la base de la quantité de 5-isobutylidènehydantoïne mise en œuvre. After boiling, the reacted solution is acidified to pH 1 with concentrated hydrochloric acid while it is cooled to maintain its temperature below 30 ° C. The resulting acidified solution is extracted with 3 aliquots of 3025 ml of diethyl ether to separate the ketoacid product from the aqueous solution. The three ethereal extracts are combined and mixed with 6.11 of water. With vigorous stirring, the pH of the mixture is adjusted to 7.3 by addition of a 50% aqueous sodium hydroxide solution. The agitation is then interrupted and the layers are allowed to separate. The aqueous layer with a volume of approximately 6.41, which essentially consists of the sodium salt of the keto acid in water with a small fraction, is concentrated on a rotary evaporator to a total volume of approximately 500 ml. ether. During evaporation, crystalline product is collected by filtration three times. The crystalline product is washed with acetone, dried by exposure to air at about 20 ° C and thus collected in a total weight of 536.1 g. This compound is identified as being pure sodium α-keto-isocaproate. Because this salt is hydrated, this weight corresponds to a conversion (yield in one pass) of approximately 54.5% of the theoretical value, based on the amount of 5-isobutylidenehydantoin used.
Exemple 2 Example 2
On répète le mode opératoire général de l'exemple 1. Toutefois, dans ce cas, on utilise pour préparer la solution d'hydrolyse 868 g, soit 6,2 mol, de 5-isopropylidènehydantoïne, 6046 g de solution d'hydrate de sodium à 50%, soit 75,6 mol d'hydroxyde de sodium, et 91 d'eau. On chauffe la solution de réaction à l'ébullition pendant environ 5,5 h. Au moyen d'acide chlorhydrique concentré, on acidifie à peu près jusqu'à pH 1 la solution résultante qui a subi la réaction d'hydrolyse. Au moyen de 3 aliquotes de 3,1 1 d'éther diéthylique, on extrait ensuite la solution hydrolysée acidifiée. On combine les extraits éthérés et on les mélange avec 6,21 d'eau. On ajuste le pH du mélange résultant à 6,15 sous vive agitation. On sépare la phase aqueuse qu'on concentre à l'évaporateur rotatif pour obtenir environ 700 ml d'une suspension épaisse. On recueille par. filtration la phase solide qu'on lave à l'acétone et qu'on disperse dans l'acétone, après quoi on filtre la dispersion et on lave les solides une seconde fois à l'acétone, avant de les sécher à l'air à environ 20° C et de les peser. On obtient ainsi 189 g d'un produit identifié comme étant l'a-céto-isovalérate de sodium pur. Comme le produit est hydraté, cette quantité correspond à un rendement d'environ 21% de la valeur théorique, sur la base de la quantité de 5-isopropylidènehy-dantoïne mise en œuvre. The general procedure of Example 1 is repeated. However, in this case, 868 g, or 6.2 mol, of 5-isopropylidenehydantoin, 6046 g of sodium hydrate solution are used to prepare the hydrolysis solution. at 50%, i.e. 75.6 mol of sodium hydroxide, and 91 of water. The reaction solution is heated to the boil for about 5.5 h. By means of concentrated hydrochloric acid, the resulting solution which has undergone the hydrolysis reaction is acidified to approximately pH 1. Using 3 aliquots of 3.1 l of diethyl ether, the acidified hydrolyzed solution is then extracted. The ethereal extracts are combined and mixed with 6.21 of water. The pH of the resulting mixture is adjusted to 6.15 with vigorous stirring. The aqueous phase is separated and concentrated on a rotary evaporator to obtain approximately 700 ml of a thick suspension. We collect by. filtration the solid phase which is washed with acetone and dispersed in acetone, after which the dispersion is filtered and the solids are washed a second time with acetone, before being air-dried at about 20 ° C and weigh them. 189 g of a product identified as being pure sodium α-keto isovalerate are thus obtained. As the product is hydrated, this quantity corresponds to a yield of approximately 21% of the theoretical value, based on the quantity of 5-isopropylidenehy-dantoin used.
Exemple 3 Example 3
On répète le procédé général de l'exemple 1. Toutefois, on utilise 557 g, soit 3,6 moles, de 5-s-butylidènehydantoïne, 3520 g de solution d'hydroxyde de sodium à 50%, soit 44,0 mol d'hydroxyde de sodium, et 5280 ml d'eau pour préparer la solution de réaction. Au moyen d'une solution concentrée d'acide chlorhydrique, on ajuste à 1 le pH de la solution ayant subi la réaction d'hydrolyse. On extrait le mélange acidifié résultant avec 3 aliquotes de 1800 ml d'éther diéthylique. On combine les extraits éthérés et on les mélange avec 3,61 d'eau, puis on ajuste le pH à 6,25 par addition d'une solution d'hydroxyde de sodium à 50% sous vive agitation. On sépare les phases et on concentre la phase aqueuse jusqu'à environ 300 ml à l'évaporateur rotatif. On recueille des cristaux par filtration, puis on les lave et on les sèche suivant le mode opératoire général de l'exemple 2. On identifie ces cristaux, obtenus en quantité de 130,4 g, comme étant du D,L-a-céto-fj-méthyl-n-valérate de sodium pur. Comme le produit est hydraté, cette quantité correspond à une conversion de 22% de la valeur théorique, sur la base de la quantité de 5-s-butylidènehydantoïne mise en œuvre. The general process of Example 1 is repeated. However, 557 g, or 3.6 moles, of 5-s-butylidenehydantoin, 3520 g of 50% sodium hydroxide solution, ie 44.0 mol d, are used. sodium hydroxide, and 5280 ml of water to prepare the reaction solution. Using a concentrated hydrochloric acid solution, the pH of the solution which has undergone the hydrolysis reaction is adjusted to 1. The resulting acidified mixture is extracted with 3 aliquots of 1800 ml of diethyl ether. The ethereal extracts are combined and mixed with 3.61 of water, then the pH is adjusted to 6.25 by addition of a 50% sodium hydroxide solution with vigorous stirring. The phases are separated and the aqueous phase is concentrated to around 300 ml on a rotary evaporator. Crystals are collected by filtration, then washed and dried according to the general procedure of Example 2. These crystals, obtained in an amount of 130.4 g, are identified as being D, La-keto-fj -methyl-n-valerate pure sodium. As the product is hydrated, this amount corresponds to a conversion of 22% of the theoretical value, based on the amount of 5-s-butylidenehydantoin used.
Exemple 4 Example 4
On prépare une solution en mélangeant 32 g d'une solution aqueuse à 50% d'hydroxyde de sodium avec 124 g d'eau. On dis5 A solution is prepared by mixing 32 g of a 50% aqueous solution of sodium hydroxide with 124 g of water. We say5
10 10
15 15
20 20
25 25
30 30
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
624 919 624,919
6 6
sout dans cette solution 15,4 g de 5-isobutylidènehydantoïne. On chauffe la solution de réaction à l'ébullition pendant 2 h et 45 mn dans une zone de réaction ventilée pour former un produit d'hydrolyse. Pendant l'ébullition, on ajoute de l'eau suivant les besoins pour maintenir sensiblement constant le volume de la solution de réaction en ébullition. sout in this solution 15.4 g of 5-isobutylidenehydantoin. The reaction solution is heated to boiling for 2 h and 45 min in a ventilated reaction zone to form a hydrolysis product. During boiling, water is added as necessary to keep the volume of the boiling reaction solution substantially constant.
On refroidit le produit d'hydrolyse à environ 25° C puis on ajuste son pH à 3,5 par addition de 26 ml d'une solution concentrée d'acide chlorhydrique. On fait barboter de l'azote à raison de 2,81 normaux par heure pendant 5 mn dans le produit d'hydrolyse acidifié résultant à 20° C pour chasser le dioxyde de carbone puis, au moyen d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 50%, on ajuste à 8 le pH du produit d'hydrolyse résultant après le barbo tage. The hydrolysis product is cooled to approximately 25 ° C. and then its pH is adjusted to 3.5 by the addition of 26 ml of a concentrated solution of hydrochloric acid. Nitrogen is bubbled at a rate of 2.81 normal per hour for 5 min in the resulting acidified hydrolysis product at 20 ° C to remove the carbon dioxide then, using an aqueous solution of hydroxide 50% sodium, the pH of the resulting hydrolysis product is adjusted to 8 after barboating.
On concentre la solution à 95 g par évaporation à environ 45° C sous une pression absolue de 35 mm Hg à l'évaporateur rotatif, puis on la refroidit à 15°C pour faire précipiter un solide qu'on sépare, qu'on sèche à l'air, qu'on pèse et qu'on analyse. Ce solide, obtenu en quantité de 9,3 g, se révèle à l'analyse être l'a-céto-isocaproate de sodium brut (titre d'environ 78,1%). The solution is concentrated to 95 g by evaporation at approximately 45 ° C under an absolute pressure of 35 mm Hg on a rotary evaporator, then it is cooled to 15 ° C to precipitate a solid which is separated, which is dried in the air, which we weigh and analyze. This solid, obtained in an amount of 9.3 g, appears on analysis to be crude sodium α-keto-isocaproate (titer of approximately 78.1%).
Exemple 5 Example 5
On prépare une solution en mélangeant 49 g d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 50% avec 75 g d'eau. On dissout 15,4 g de 5-s-butylidènehydantoïne dans cette solution pour obtenir un mélange de réaction qu'on chauffe à l'ébullition pendant 2 h et 45 mn dans un réacteur ventilé, tandis qu'on ajoute de l'eau suivant les besoins pour maintenir sensiblement constant le volume du mélange de réaction en ébullition. A solution is prepared by mixing 49 g of a 50% aqueous sodium hydroxide solution with 75 g of water. 15.4 g of 5-s-butylidenehydantoin are dissolved in this solution to obtain a reaction mixture which is heated to boiling for 2 h and 45 min in a ventilated reactor, while the following water is added the requirements for keeping the volume of the boiling reaction mixture substantially constant.
On refroidit à environ 25° C le produit d'hydrolyse résultant, puis on ajuste son pH à 3,5 par addition de 48 ml d'une solution concentrée d'acide chlorhydrique. Comme dans l'exemple 4, on fait barboter pendant 5 mn de l'azote dans le produit d'hydrolyse acidifié résultant et on ajuste le pH de la solution ainsi obtenue à 8 par addition d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 50%. L'opération consomme environ 1 g de la solution d'hydroxyde de sodium à 50%. The resulting hydrolysis product is cooled to about 25 ° C, then its pH is adjusted to 3.5 by the addition of 48 ml of a concentrated solution of hydrochloric acid. As in Example 4, nitrogen is bubbled for 5 min into the resulting acidified hydrolysis product and the pH of the solution thus obtained is adjusted to 8 by adding an aqueous solution of sodium hydroxide to 50%. The operation consumes approximately 1 g of the 50% sodium hydroxide solution.
On chauffe la solution résultante à 65° C et on forme une suspension par addition de 10 g d'une solution aqueuse de chlorure de calcium à 43%. On concentre la suspension jusqu'à 182 g à environ 45° C sous une pression absolue de 35 mm Hg à l'évaporateur rotatif. On refroidit la suspension résultante concentrée à 25° C et on en sépare les solides par filtration, puis on les pèse et on les analyse. Les solides collectés en quantité de 13,1 g se révèlent contenir 70% d'a-céto-p-méthyl-n-valérate de calcium, ce qui correspond à un rendement de 61% de la valeur théorique, sur la base de la quantité de 5-s-butylidènehydantoïne mise en œuvre. The resulting solution is heated to 65 ° C and a suspension is formed by the addition of 10 g of an aqueous 43% calcium chloride solution. The suspension is concentrated to 182 g at around 45 ° C under an absolute pressure of 35 mm Hg on a rotary evaporator. The resulting concentrated suspension is cooled to 25 ° C and the solids are removed by filtration, then weighed and analyzed. The solids collected in an amount of 13.1 g appear to contain 70% of calcium a-keto-p-methyl-n-valerate, which corresponds to a yield of 61% of the theoretical value, based on the amount of 5-s-butylidenehydantoin used.
Exemple 6 Example 6
On sépare le sel de sodium de l'acide 3-indolepyruvique comme décrit ci-après : The sodium salt is separated from 3-indolepyruvic acid as described below:
1. On dissout 11,4 g, soit 0,05 mol, de 5-(3'-indolylméthylène)-hydantoïne de la formule: 1. 11.4 g, or 0.05 mol, of 5- (3'-indolylmethylene) -hydantoin of the formula are dissolved:
constant de façon à obtenir une solution aqueuse de 3-indolepyru-vate de sodium. constant so as to obtain an aqueous solution of sodium 3-indolepyru-vate.
On acidifie une aliquote de la solution aqueuse résultante jusqu'à pH 1 pour obtenir l'acide 3-indolepyruvique libre qu'on 5 soumet à la silylation puis à la Chromatographie gazeuse. On peut ainsi établir la présence du 3-indolepyruvate de sodium dans la solution aqueuse obtenue. An aliquot of the resulting aqueous solution is acidified to pH 1 to obtain free 3-indolepyruvic acid which is subjected to silylation and then to gas chromatography. It is thus possible to establish the presence of sodium 3-indolepyruvate in the aqueous solution obtained.
On identifie les sels des acides a-cétocarboxyliques obtenus dans les exemples 1 à 5 par spectroscopie infrarouge en compaio rant dans chaque cas le spectre infrarouge du sel synthétisé à celui d'un échantillon authentique. The salts of the α-ketocarboxylic acids obtained in examples 1 to 5 are identified by infrared spectroscopy, in each case comparing the infrared spectrum of the salt synthesized with that of an authentic sample.
Dans la plupart des cas, on détermine par Chromatographie gazeuse la pureté des sels d'acides a-cétocarboxyliques obtenus dans les exemples ci-dessus. Dans chaque cas, on convertit une 15 certaine quantité de l'anion de cétoacide du sel en oximes, qu'on soumet alors à la silylation, puis à la Chromatographie gazeuse. Ces modes opératoires, à savoir la spectrophotométrie dans l'infrarouge et la Chromatographie gazeuse, permettent d'identifier la nature et de déterminer la pureté de chaque acide a-cétocar-20 boxylique et de chaque sel correspondant précité ou préparé par les procédés décrits ci-après. In most cases, the purity of the salts of α-ketocarboxylic acids obtained in the above examples is determined by gas chromatography. In each case, a certain amount of the ketoacid anion of the salt is converted to oximes, which is then subjected to silylation and then to gas chromatography. These procedures, namely infrared spectrophotometry and gas chromatography, make it possible to identify the nature and to determine the purity of each α-ketocarboxylic acid and of each corresponding salt mentioned above or prepared by the methods described above. -after.
Les procédés décrits dans les exemples ci-dessus, modifiés de la façon précisée dans les modes opératoires ci-après, devraient donner aussi des résultats satisfaisants. The methods described in the examples above, modified as specified in the procedures below, should also give satisfactory results.
25 25
Mode opératoire 1 Procedure 1
On peut répéter jusqu'au stade d'extraction par l'éther les opérations générales de l'exemple 1 exécutées au moyen de 6,1 mol de 5-isobutylidènehydantoïne. On feut ensuite modifier le mode opé-3o ratoire de l'exemple 1 en évaporant l'éther diéthylique de la solution du cétoacide dans l'éther s'^btenant par extraction de la solution ayant subi l'hydrolyse et f acidification. Le cétoacide résultant peut être distillé sous pressipn réduite pour donner l'acide a-céto-isocaproïque pur avec un rendement d'environ 80%, sur le 35 base de la quantité de 5-isobutylidènehydantoïne mise en œuvre. The general operations of Example 1 carried out using 6.1 mol of 5-isobutylidenehydantoin can be repeated until the ether extraction stage. It was then necessary to modify the operating mode of the example of Example 1 by evaporating the diethyl ether from the solution of the keto acid in the ether remaining by extraction of the solution having undergone hydrolysis and acidification. The resulting keto acid can be distilled under reduced pressure to give pure α-keto-isocaproic acid with a yield of about 80%, based on the amount of 5-isobutylidene hydantoin used.
Mode opératoire 2 Procedure 2
On peut répéter de façon générale le mode opératoire 1, mais en remplaçant dans ce dernier la 5-isobutylidènehydantoïne par la 40 5-isopropylidènehydantoïne. Le produit est alors l'acide a-céto-iso-valérique obtenu avec un rendement d'environ 70%, sur la base de la quantité de 5-isopropylidènehydantoïne mise en œuvre. Procedure 1 can be generally repeated, but replacing the 5-isobutylidenehydantoin with the 5-isopropylidenehydantoin in the latter. The product is then a-keto-iso-valeric acid obtained with a yield of about 70%, based on the amount of 5-isopropylidenehydantoin used.
Mode opératoire 3 Procedure 3
45 On peut répéter de façon générale le mode opératoire 1, mais en remplaçant dans ce dernier la 5-isobutylidènehydantoïne par la 5-s-butylidènehydantoïne. Le produit est alors l'acide D,L-a-céto-P-méthyl-n-valérique. La conversion est de 70% sur la base de la quantité de 5-s-butylidènehydantoïne mise en œuvre. 45 One can generally repeat procedure 1, but replacing 5-isobutylidenehydantoin with 5-s-butylidenehydantoin in the latter. The product is then D, L-a-keto-P-methyl-n-valeric acid. The conversion is 70% based on the amount of 5-s-butylidenehydantoin used.
50 50
Mode opératoire 4 Procedure 4
On peut répéter l'hydrolyse, l'acidification et l'extraction à l'éther exécutées dans l'exemple 1. Ensuite, on peut modifier le procédé de cet exemple en remplaçant la 5-isobutylidènehydan-55 toïne par 3 mol de l'hydantoïne de formule: The hydrolysis, the acidification and the ether extraction carried out in Example 1 can be repeated. Then, the process of this example can be modified by replacing the 5-isobutylidenehydan-55 toin with 3 mol of the hydantoin of formula:
CH. -S-CH0-CH-C CH. -S-CH0-CH-C
J 2 I J 2 I
H-U H-u
c=o I c = o I
N-H N-H
dans 110 ml d'eau contenant 12 g d'une solution d'hydroxyde de sodium à 50% pour obtenir un mélange de réaction, et in 110 ml of water containing 12 g of a 50% sodium hydroxide solution to obtain a reaction mixture, and
2. On chauffe le mélange de réaction à l'ébullition pendant 2 h sous une pression absolue d'environ 760 mm Hg en ajoutant de l'eau de temps à autre pour maintenir le volume sensiblement 2. The reaction mixture is heated to boiling for 2 h under an absolute pressure of approximately 760 mm Hg, adding water from time to time to maintain the volume substantially.
1! 1!
o o
«5 L'extrait éthéré contenant l'acide a-cétocarboxylique résultant peut être séché sur du sulfate de sodium anhydre puis séparé de celui-ci par décantation ou filtration. On peut évaporer l'éther de l'extrait éthéré ainsi séché pour obtenir un résidu comprenant The ether extract extract containing the resulting α-ketocarboxylic acid may be dried over anhydrous sodium sulfate and then separated from it by decantation or filtration. The ether can be evaporated from the ethereal extract thus dried to obtain a residue comprising
T T
624 919 624,919
l'acide a-cétocarboxylique brut qu'on peut isoler. L'acide a-cétocarboxylique brut, obtenu avec un rendement de 20% sur la base de la quantité d'hydantoïne mise en œuvre, est de la formule : the crude α-ketocarboxylic acid which can be isolated. The crude α-ketocarboxylic acid, obtained with a yield of 20% based on the amount of hydantoin used, is of the formula:
O O O O
CH3-S-CH2-CH2-C-C-OH CH3-S-CH2-CH2-C-C-OH
Mode opératoire 5 Procedure 5
On peut répéter le procédé général de l'exemple 1 et le modifier en remplaçant la 5-isobutylidènehydantoïne par 6,1 mol d'une hydantoïne de formule: The general process of Example 1 can be repeated and modified by replacing 5-isobutylidenehydantoin with 6.1 mol of a hydantoin of formula:
H-N. H-N.
C=0 I C = 0 I
✓N-H ✓N-H
C' VS'
II II
0 0
qu'on dissout dans la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, puis qu'on hydrolyse par ébullition de la solution résultante. La solution du produit d'hydrolyse résultant contient le sel de sodium d'acide a-cétocarboxylique, formé avec un rendement de 50% sur la base de la quantité d'hydantoïne mise en œuvre, et répondant à la formule : which is dissolved in the aqueous sodium hydroxide solution, then hydrolyzed by boiling the resulting solution. The solution of the resulting hydrolysis product contains the sodium salt of α-ketocarboxylic acid, formed with a yield of 50% based on the amount of hydantoin used, and corresponding to the formula:
O 0 O 0
Il II He II
S y-C-C-ONa S y-C-C-ONa
Mode opératoire 6 Procedure 6
On peut répéter de façon générale le mode opératoire 1, mais en remplaçant dans celui-ci la 5-isobutylidènehydantoïne par 6,1 mol d'une hydantoïne de formule: We can generally repeat procedure 1, but replacing in it the 5-isobutylidenehydantoin by 6.1 mol of a hydantoin of formula:
(Z)"* T (Z) "* T
H-N. H-N.
-C=0 I -C = 0 I
✓N-H ✓N-H
C VS
II II
0 0
L'acide a-cétocarboxylique résultant est obtenu avec un rendement de 40% sur la base de la quantité d'hydantoïne mise en œuvre et répond à la formule : The resulting α-ketocarboxylic acid is obtained with a yield of 40% based on the amount of hydantoin used and corresponds to the formula:
O 0 O 0
x 11 " x 11 "
S )—C-C-OH S) —C-C-OH
Mode opératoire 7 Procedure 7
On peut dissoudre 6,1 mol d'une hydantoïne de formule: We can dissolve 6.1 mol of a hydantoin of formula:
CH=C c=o CH = C c = o
I I I I
H-N .N-H H-N .N-H
V V
o dans 22,71 d'eau contenant 24,4 mol d'hydroxyde de sodium sous forme d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 50%. On peut chauffer la solution résultante à l'ébullition pendant 5,5 h pour obtenir la solution ayant subi l'hydrolyse. On peut ajouter de l'eau périodiquement pour maintenir le volume sensiblement constant. De l'ammoniac se dégage pendant l'ébullition. o in 22.71 of water containing 24.4 mol of sodium hydroxide in the form of a 50% aqueous solution of sodium hydroxide. The resulting solution can be heated to boiling for 5.5 h to obtain the hydrolysed solution. Water can be added periodically to keep the volume substantially constant. Ammonia is released during boiling.
Au moyen d'une solution concentrée d'acide chlorhydrique, à savoir à environ 37%, on peut ajuster à 2 le pH de la solution de réaction qui a bouilli et qui contient le sel de sodium d'acide a-cétocarboxylique de formule : By means of a concentrated hydrochloric acid solution, that is to say about 37%, the pH of the reaction solution which has boiled and which contains the sodium salt of α-ketocarboxylic acid of formula:
Oo Oo
O 0 O 0
Il II He II
CH2-C-C-0Na CH2-C-C-0Na
H H
après avoir refroidi la solution du produit d'hydrolyse à 20-25° C 20 et en la maintenant à cette même température. On peut chasser le dioxyde de carbone (provenant du carbonate de sodium qui est un sous-produit formé pendant l'hydrolyse de l'hydantoïne en l'acide 0 a-cétocarboxylique) de la solution de produit d'hydrolyse acidifiée résultante en faisant barboter pendant environ 10 mn dans celle-ci 25 de l'azote à raison d'environ 42 1/h tandis qu'on maintient la température de la solution à environ 30°C. Si la chose est désirée, on peut maintenir le volume de la solution sensiblement constant par addition d'un appoint d'eau pendant le barbotage. after having cooled the solution of the hydrolysis product to 20-25 ° C and maintaining it at this same temperature. Carbon dioxide (from sodium carbonate which is a byproduct formed during hydrolysis of hydantoin to 0a-ketocarboxylic acid) can be removed from the resulting acidified hydrolysis product solution by bubbling for about 10 minutes therein nitrogen at about 42 1 / h while maintaining the temperature of the solution at about 30 ° C. If desired, the volume of the solution can be kept substantially constant by adding water during the bubbling.
On peut ajuster à environ 7,5 le pH de la solution de produit 30 d'hydrolyse acide ayant subi le barbotage en y ajoutant une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 50% sensiblement exempte de carbonate de sodium pour obtenir une solution aqueuse du sel de sodium de l'acide a-cétocarboxylique sensiblement exempte de carbonate de sodium. On peut mélanger 500 ml d'une solution 35 aqueuse de chlorure de calcium (à 42,5% en poids de CaCh) sensiblement exempte de carbonate avec la solution aqueuse du sel de sodium d'acide a-cétocarboxylique sensiblement exempte de carbonate de sodium pour former le sel de calcium de l'acide a-cétocarboxylique. Ce sel de calcium précipite partiellement. On peut 40 séparer le précipité de la liqueur mère, par exemple par centrifu-gation ou filtration, puis le sécher à l'air et le recueillir. The pH of the bubbled acid hydrolysis product solution can be adjusted to about 7.5 by adding a 50% aqueous sodium hydroxide solution substantially free of sodium carbonate to obtain an aqueous solution of the sodium salt of α-ketocarboxylic acid substantially free of sodium carbonate. 500 ml of an aqueous solution of calcium chloride (at 42.5% by weight of CaCh) substantially free of carbonate can be mixed with the aqueous solution of the sodium salt of α-ketocarboxylic acid substantially free of sodium carbonate. to form the calcium salt of α-ketocarboxylic acid. This calcium salt partially precipitates. The precipitate can be separated from the mother liquor, for example by centrifugation or filtration, then air dried and collected.
On peut précipiter, puis séparer, sécher à l'air et recueillir une ou plusieurs nouvelles quantités de ce sel de calcium par évaporation de l'eau de la liqueur mère à l'évaporateur rotatif à une tem-45 pérature de 25 à 65° C sous une pression absolue de 23 à 190 mm Hg. One can precipitate, then separate, air dry and collect one or more new quantities of this calcium salt by evaporation of the water from the mother liquor on a rotary evaporator at a temperature of 25 to 65 °. C under an absolute pressure of 23 to 190 mm Hg.
La quantité totale de sel de calcium d'acide a-cétocarboxylique ainsi recueillie est de 271 g et correspond à un rendement de 20% sur la base de la quantité d'hydantoïne mise en œuvre. 50 Ce sel de calcium répond à la formule : The total amount of a-ketocarboxylic acid calcium salt thus collected is 271 g and corresponds to a yield of 20% based on the amount of hydantoin used. 50 This calcium salt corresponds to the formula:
O 0 il il Where he
CH2-C-C-0 CH2-C-C-0
Ca It
Mode opératoire 8 Procedure 8
On peut répéter les opérations de l'exemple 4, mais en modifiant celui-ci par collecte de la seconde solution obtenue dans cet ss exemple (à savoir la solution de produit d'hydrolyse s'obtenant par ébullition de la solution de 5-isobutylidènehydantoïne dans l'hydroxyde de sodium aqueux). On peut analyser la solution de produit d'hydrolyse par évaporation de l'eau d'une fraction, de The operations of example 4 can be repeated, but by modifying it by collecting the second solution obtained in this example (namely the solution of hydrolysis product obtained by boiling the solution of 5-isobutylidenehydantoin in aqueous sodium hydroxide). The hydrolysis product solution can be analyzed by evaporation of the water from a fraction, from
624 919 624,919
8 8
préférence sous pression réduite, de manière à obtenir un solide se prêtant à l'identification et à l'analyse par spectroscopie infrarouge et Chromatographie gazeuse. preferably under reduced pressure, so as to obtain a solid suitable for identification and analysis by infrared spectroscopy and gas chromatography.
Mode opératoire 9 Procedure 9
On peut répéter de façon générale le mode opératoire 5, mais en le modifiant par conversion de l'acide a-cétocarboxylique contenu dans le solvant non aqueux en son sel de potassium par extraction avec une quantité d'une solution aqueuse de carbonate de potassium à 10% propre à donner une solution aqueuse ayant un pH de 6 à 8 et comprenant de l'eau et le sel de potassium de l'acide a-cétocarboxylique de formule: Procedure 5 can generally be repeated, but modifying it by conversion of the α-ketocarboxylic acid contained in the non-aqueous solvent to its potassium salt by extraction with an amount of an aqueous solution of potassium carbonate to 10% suitable for giving an aqueous solution having a pH of 6 to 8 and comprising water and the potassium salt of α-ketocarboxylic acid of formula:
0 0 0 0
Il II He II
S )-C-C-OK S) -C-C-OK
/==Y / == Y
H I H I
C=C C = C
ÏÏ-ÎT ÏÏ-ÎT
•C=0 I • C = 0 I
,N-H , N-H
C II C II
0 0
On obtient sensiblement le même résultat que dans le mode opératoire 7, la différence étant que le sel de calcium d'acide a-cétocarboxylique résultant est de la formule : Substantially the same result is obtained as in procedure 7, the difference being that the resulting calcium salt of α-ketocarboxylic acid is of the formula:
Mode opératoire 13 Procedure 13
On peut répéter le mode opératoire 7, mais en remplaçant l'hydantoïne utilisée dans ce dernier par 6,1 mol d'une hydantoïne de formule: We can repeat procedure 7, but replacing the hydantoin used in the latter with 6.1 mol of a hydantoin of formula:
H22"CH2CH2CH2C=C H22 "CH2CH2CH2C = C
c=o c = o
H H- H H-
•1T • 1T
II II
O O
ÏT-H ÏT-H
Le rendement en sel de potassium est de 45% sur la base de l'hydantoïne mise en œuvre. The potassium salt yield is 45% based on the hydantoin used.
Mode opératoire 10 Procedure 10
On peut répéter de façon générale le mode opératoire 8, mais en le modifiant par ajustement à 1 du pH de la seconde solution (produit d'hydrolyse), par extraction de l'acide a-cétocarboxy-lique résultant de cette solution aqueuse d'un pH de 1 au moyen de 150 ml d'acétate d'éthyle et par évaporation de l'acétate d'éthyle de l'extrait contenant le cétoacide. Le rendement est de 85% sur la base de la quantité de 5-isobutylidènehydantoïne et le cétoacide est l'acide a-céto-isocaproïque. Procedure 8 can be generally repeated, but by modifying it by adjusting the pH of the second solution (hydrolysis product) to 1, by extraction of the α-ketocarboxylic acid resulting from this aqueous solution of a pH of 1 using 150 ml of ethyl acetate and by evaporation of the ethyl acetate from the extract containing the keto acid. The yield is 85% based on the amount of 5-isobutylidenehydantoin and the keto acid is α-keto-isocaproic acid.
Mode opératoire 11 Procedure 11
On peut répéter le mode opératoire 10, mais en le modifiant par conversion de l'acide a-cétocarboxylique contenu dans l'acétate d'éthyle en son sel de potassium par extraction au moyen d'une quantité d'une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium à 10% propre à donner une solution aqueuse ayant un pH de 6 à 8 et comprenant de l'eau et le sel de potassium de l'acide a-cétocarboxylique, à savoir l'a-céto-isocaproate de potassium. Procedure 10 can be repeated, but modifying it by conversion of the α-ketocarboxylic acid contained in ethyl acetate to its potassium salt by extraction using an amount of an aqueous hydroxide solution. of 10% potassium capable of giving an aqueous solution having a pH of 6 to 8 and comprising water and the potassium salt of a-ketocarboxylic acid, namely potassium a-keto-isocaproate.
Mode opératoire 12 Procedure 12
On peut répéter le mode opératoire 7, mais en remplaçant l'hydantoïne utilisée dans celui-ci par 6,1 mol d'une hydantoïne de formule: We can repeat procedure 7, but replacing the hydantoin used in it with 6.1 mol of a hydantoin of formula:
Le résultat est sensiblement le même que dans le mode opéra-20 toire 7, mais le sel de calcium obtenu est de formule : The result is substantially the same as in operating mode 20, but the calcium salt obtained is of the formula:
0 0 0 0
Il II He II
Hp ÎTGH2CH2CH2CH2 -g -G-o Hp ÎTGH2CH2CH2CH2 -g -G-o
Ca It
30 30
Mode opératoire 14 Procedure 14
On peut répéter le mode opératoire 7, mais en remplaçant l'hydantoïne utilisée dans celui-ci par 6,1 mol d'une hydantoïne de formule: We can repeat procedure 7, but replacing the hydantoin used in it with 6.1 mol of a hydantoin of formula:
40 40
hoocch9ch=c ^ I H-N hoocch9ch = c ^ I H-N
C=0 I C = 0 I
lï-H h-h
II II
O O
Le résultat est sensiblement le même que dans le mode opératoire 7, mais le sel obtenu est de formule : The result is substantially the same as in procedure 7, but the salt obtained has the formula:
O II O II
O 0 Il II O 0 Il II
0-C-CH2CH2-C-C-0 0-C-CH2CH2-C-C-0
Ca, It,
n-N n-N
/=\ / = \
-CH2-C-C-0 -CH2-C-C-0
Ca1 Ca1
K K
Par pourcentage, il convient d'entendre des parties pour 100 parties sur base pondérale, sauf indication contraire. Percentage means parts per 100 parts on a weight basis, unless otherwise indicated.
Par mole, il convient d'entendre la quantité de substance généralement ainsi dénommée, c'est-à-dire un nombre de molécules de cette substance égal au nombre d'atomes contenus dans 12 g de l'isotope 12 du carbone à l'état de pureté. By mole is meant the quantity of substance generally so-called, that is to say a number of molecules of this substance equal to the number of atoms contained in 12 g of the isotope 12 from carbon to state of purity.
R R
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |