CS266791B1

CS266791B1 - Způsob výroby DL-fenylglycinu

Info

Publication number: CS266791B1
Application number: CS885215A
Authority: CS
Inventors: Martin Ing Csc Mandel; Miroslav Ing Csc Rajsner
Original assignee: Martin Ing Csc Mandel; Rajsner Miroslav
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS521588A1

Abstract

Řešení se týká způsobu výroby DL- -fenylglycinu obecného vzorce I hydrolýzou hydantoinu obecného vzorce II v prostředí vodného roztoku hydroxidu alkalického kovu při hmotnostní koncentraci hydroxidu alkalického kovu 20 ai 80 %, při teplotě 100 až 160 °C, za atmosférického tlaku, což je základním technicko-ekonomickým přínosem. Jako výchozí ' suroviny lze používat hydantoinu obecného vzorce II ve formě definované chemické substance nebo ve formě surového produktu, obsaženého v reakčni směsi po uskutečnění 3ucherer-Bergsovy reakce. DL-fenylglycin obecného vzorce I je důležitým meziproduktem výroby polosyntetických penicilinů a cefalosporinú typu arapicilinu nebo cefalexinu.

Description

Vynález se týká způsobu výroby DL-fenylglycinu obecného vzorce I

(I), kde R je atom vodíku nebo hydroxyskupina, významného meziproduktu syntézy polosyntetických beta-laktamových antibiotik ampicilinu, cefalexinu a amoxycilinu, široce používaných při terapii infekčních onemocnění.

Důležitým způsobem přípravy DL-fenylglycinu obecného vzorce I je alkalická hydrolýza hydantoinu obecného vzorce II

CO kde R je totéž jako ve vzorci I. Při syntéze DL-fenylglycinu lze také poatupovat tak, že se z benzaldehydu působením amonných aolí a kyanidu alkalického kovu připraví alfa-aminofenylacetonitril, který hydrolýzou poskytne DL-fenylglycin (čs. AO δ. 138 625)· Výhodnější způsob využívá jako meziproduktu 5-fenylhydantoinu (vzorec II, R=H), který se připravuje tzv. Bucherer-Bergsovou reakcí z benzaldehydu, uhličitanu nebo hydrogenuhličitanu amonného a kyanidu alkalického kovu, resp. kyanovodíku (E. Ware: Chem. Rew. 46, 403, 1950). Hydrolýzou roztoku 5-fenylhydantoinu působením hydroxidu alkalického kovu, popřípadě hydroxidu barnatého, vznikne Dl-fenylglycin (DOS č, 3 105 008).

Syntéza DL-4-hydroxyfenylglycinu (vzorec I, R=0H) vychází z fenolu, z něhož se reakcí s kyselinou glyoxylovou a amoniakem v alkalickém prostředí získá přímo žádaný produkt. Reakce probíhá asi se 40¾ výtěžkem. (USA pat. spis č. 4 175 206.) Syntézu DL-4-hydroxyfenylglycinu je možné také uskutečnit z 5-/4-hydroxyfenyl/hydantoinu (vzorec II, R^OH), obdobně jako při přípravě DL-fenylglycinu (výchozí surovinou je 4-hydroxybenzaldehyd).

Nevýhodou v literatuře popsaných způsobů je to, že je nutno hydrolýzu 5-fenylhydan~ toinu provádět za zvýšeného tlaku v uzavřené nádobě (autoklávu), obvykle účinkem 10$ roztoku hydroxidu alkalického kovu, při teplotě 130 až 160 °C, kdy se dosahuje tlaků 0,3 až 2 líPa. Zařazení autoklávu do výrobní aparatury představuje zvýšení nákladů na zařízení, vyšší technickou náročnost, vyšší nároky na obsluhu a v případě velkovýroby kapacitní zúžení celého zařízení.

Nevýhody v literatuře uváděných postupů se podařilo odstranit vypracováním způsobu výroby DL-fenylglycinu obecného vzorce I alkalickou hydrolýzou 5-fenylhydantoinu obecného vzorce II při zvýšené teplotě podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se hydrolýza provádí za atmosférického tlaku, při teplotě 100 až 160 °C, v prostředí vodného roztoku hydroxidu alkalického kovu, zejména hydroxidu draselného, ve hmotnostní koncentraci 20 až 80 $.

S výhodou lze jako S-fenylhydantoinu obecného vzorce II používat surového produktu, obsaženého v reakční směai po reakci benzaldehydu nebo 4-hydroxybenzaldehydu a uhličitanem nebo hydrogenuhličitanem amonným a kyanidem alkalického kovu nebo kyanovodíkem v prostředí vodného alkoholu, například ethanolu, po odpaření nejméně 40 % těkavých podílů.

T

Při provedení způsobem podle vynálezu jsou reakční podmínky uspořádány tak, že je dosaženo vysoké koncentrece reakčních komponent, podmiňující využitelnou rychlost hydrolýzy za atmosférického tlaku, bez použití tlakové nádoby. Účelný postup se volí podle zamýšleného vedení reakce. Například po Bucherer-Bergsově reakci se k reakční směsi, obsahující hydantoin obecného vzorce II, přidává hydroxid nebo směs hydroxidů alkalického kovu, nejlépe hydroxid draselný, v množství 2 až 10 ekvivalentů, vztaženo na teoretické množství hydantoinu obecného vzorce II přítomného v reakční směsi a oddeatiluje ae takové množství těkavých podílů, tj. vody nebo směsi vody a alkanolem, například ethanolem, aby její teplota vystoupila na 105 až 160 °C a při této teplotě ae udržuje za míchání po dobu 2 až 14 hodin, což je doba dostatečně dlouhá k tomu, aby hydrolýza proběhla co nejdále.

Pro uskutečnění hydrolýzy hydantoinu obecného vzorce II za atmosférického tlaku není podstatné, zda se část těkavých podílů z reakční směsi oddestilovává před a/nebo po přidání hydroxidu alkalického kovu.

Z technologického hlediska je způsob podle vynálezu zvlášl výhodný tím, že umožňuje hydrolýzu hydantoinu obecného vzorce II za atmosférického tlaku, bez použití tlakové nádoby, což usnadňuje a urychluje manipulaci, zmenšuje nároky na obsluhu a zvyšuje kapacitu výrobního zařízení, které může být jednodušší. Výtěžky DL-fenylglycinu jsou srovnatelné p provedením pM použití tlakové nádoby, kvalita vyhovuje pro další zpracování.

Bližší podrobnosti způsobu provedení podle vynálezu vyplývají z následujících příkladů provedení, které tento způsob pouze ilustrují, ale nijak neomezují.

Příklad 1

Z roztoku připraveného dvouhodinovým zahříváním směsi 1000 ml vody, 100 ml ethanolu, 144 g hydrogenuhličitanu amonného, 61,3 g kyanidu sodného a 132,7 g benzaldehydu na teplotu varu ae za míchání oddeatiluje 600 ml vody a ethanolem a přidá se 315 g hydroxidu sodného. Po oddestilování dalších 100 ml vody se reakční směs zahřívá 5 hodin na teplotu 140 až 143 °C. Po ochlazení na 100 °C se přidá 400 ml vody a roztok se zfiltruje a aktivním uhlím. Za chlazení a míchání se hodnota pH roztoku upraví konc. kyselinou solnou na 6 až 6,5· Vyloučený produkt se po hodině stání odsaje a promyje vodou a acetonem. Získá se 139,5 g (73,8 %) DL-fenylglycinu.

Příklad 2

K roztoku 30,7 g kyanidu sodného, 66,3 g benzaldehydu a 71 g hydrogenuhličitanu amonného ve směsi 300 ml vody a 50 ml ethanolu, zahřívanému 2 hodiny na 85 °C se přidá 174 g hydroxidu draselného. Z reakční směsi se oddeatiluje 330 ml rozpouštědel a míchá se 2 hodiny při 136 až 141 °C. Potom se přidá 250 ml vody, roztok se zfiltruje s aktivním uhlím a pH se upraví přidáním konc. kyseliny solné na hodnotu 6 až 6,5. Vyloučený produkt ae po hodině stání odsaje a promyje vodou a acetonem. Po vysušení se získá 66,8 g (69,6 %) DL-fenylglycinu.

Příklad 3

K suspenzi 12 g 5-/4-hydroxyfenyl/hydantoinu ve 27,2 ml vody se za míchání pMdá 21,5 g hydroxidu draaelného. Získaný roztok ae zahřívá 12 hodin na 118 až 123 °C, po přidání 30 ml vody ae zfiltruje s aktivním uhlím a pH ae upraví přidáním koncentrované kyseliny solné na hodnotu 6,5 až 7. Vyloučený produkt ae po hodině atání odsaje a promyje vodou a acetonem. Zíaká ae 8,1 g (77,6 %) DL-4-hydroxyfenylglycinu.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob výroby DL-fenylgiycinu obecného vzorce (I), kde R je atom vodíku nebo hydroxyskupina, alkalickou hydrolýzou 5-fenylhydantoinu obecného vzorce II

R-^ VcH--CO (II),

HN NH \ / CO kde R značí totéž jako ve vzorci I, při zvýšené teplotě, vyznačující se tím, že se hydrolýza provádí za atmosférického tlaku, při teplotě 100 až 160 °C v prostředí vodného roztoku hydroxidu alkalického kovu, zejména hydroxidu draselného, ve hmotnostní koncentraci 20 až 80 %.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se jako výchozí 5-fenylhydantoin obecného vzorce II používá surový produkt, obsažený v reakční směsi po Bucherer-Bergsově reakci benzaldehydu nebo 4-hydroxydbenzaldehydu s uhličitanem amonným nebo hydrogenuhličitanem amonným a kyanidem alkalického kovu nebo kyanovodíkem.