CS277261B6

CS277261B6 - Způsob výroby 1-amino-l-cyklopentankarboxylové kyseliny

Info

Publication number: CS277261B6
Application number: CS905131A
Authority: CS
Inventors: Antonin Ing Sturc; Evzen Ing Csc Kasafirek
Original assignee: Vyzk Ustav Farm Biochem Sp
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1990-10-22
Publication date: 1992-12-16
Also published as: CS513190A3

Abstract

Způsob výroby kyseliny l-amino-l-cyklopentankarboxylové alkalickou hydrolýzou hydantoinu-5-spirocyklopentanu při 110 až 180 “C ve vodě. Postup se vyznačuje tím, že se využívá hydroxidu vápenatého, při izolaci se sráží přebytek hydroxidu vápenatého oxidem uhličitým; po odfiltrování uhličitanu vápenatého se matečné louhy zahušťují a po rozmíchání s etanolem se produkt odfiltruje. Řešení se dotýká meziproduktu pro výrobu léčiv s cytostatickou, antimikrobiální, protizánétlivou a růst buněk stimulujících aktivitou.

Description

Vynález se týká způsobu výroby 1-amino-l-cyklopentankarboxylové kyseliny o vzorci I

(I) alkalickou hydrolýzou hydantoinu-5-spirocyklopentanu o vzorci II

' NH-CO (II) ve vodném prostředí při teplotách 110 až 180 °C.

Kyselina 1-amino-l-cyklopentankarboxylová a způsoby její přípravy jsou známy. Byly popsány hydrolýzy hydantoin-5-spiro cyklopentanu za teplot 160 °C s využitím přebytků Ba(OH)₂, oktahydrátu, při koncentraci hydantoinu 3,8 % hmot, ve vodné reakční směsi (Biochem. Pharm. 1, 93 (1959); J. Chem. Soc. 2119 (1960)).

Po ochlazení a odfiltrování uhličitanu barnatého byl přidán uhličitan amonný k dalšímu vysrážení BaCO₃ a po zahuštění byl zisk 1-amino-l-cyklopentankarboxylové kyseliny nad 90 % th.

Zásadní nevýhodou popsaného postupu, kromě nízkých koncentrací, je práce se solemi bária, vzhledem k jejich jedovatosti. Všechny odpady a také uhličitan barnatý je nutno převést na síran '.barnatý.

Technologický postup přípravy alfa-aminokarboxylových kyselin publikovala firma Roehm a Haas (Neth. Appl. 6, 607754, 1966). Při jednostupňové přípravě, bez meziizolace příslušného hydantoinu, se z ketonu, popřípadě příslušného aldehydu vytváří pomocí kapalného kyanovodíku, amoniaku a kysličníku uhličitého (popřípadě uhličitanu amonného) vodná reakční směs, ze které po několika hodinách hydrolýzy při 160 °C a po izolaci resultuje požadovaná aminokyselina. Postup je jednoduchý, s vysokými výtěžky. Značnou nevýhodou je z bezpečnostního hlediska používání kapalného kyanovodíku. Kyanovodíkové hospodářství musí být z bezpečnostního hlediska velmi propracováno.

Při většině postupů se používá k syntéze kyanidů a meziprodukt, tj. hydantoin se izoluňe. Firmou Degussa AG byl přihlášen postup (DE 3105008 AI 1982), kdy se připravují soli alfa-aminokarboxylových kyselin hydrolýzou příslušných hydantoinů při 110 až 180 °C pomocí hydroxidu sodného (1 ekvivalent na ’‘hydantoin) a hydroxidu nebo oxidu vápenatého (2 ekvivalenty na hydantoin) ve směsi. Po hydrolýze se odfiltruje uhličitan vápenatý a izoluje se sodná sůl aminokyseliny.

Nevýhodou popsaného postupu je, že pro přípravu volné aminokyseliny ze soli je třeba silné minerální kyseliny nebo ionexu. Zvyšuje se pracnost, vznikají odpady, anorganické sodné soli s obtížnou likvidací.

Nevýhody popsaných postupů odstraňuje způsob výroby podle vynálezu, kdy se ve vodném prostředí hydrolyzuje hydantoin-5spirocyklopentan za teplot 110 až 180 °C. Postup se vyznačuje tím, že se k hydrolýze užívá pouze hydroxid nebo oxid vápenatý, a to v poměru 1,1 až 1,8 ekvivalentu na hydantoin. Dále se postup vyznačuje tím, že se přebytečný hydroxid po hydrolýze vysráží plynným- oxidem uhličitým a po odfiltrování uhličitanu vápenatého při 60 až 100 °C se roztok 1-amino-l-cyklopentankarboxylové kyseliny zahušťuje ve vakuu při teplotách 50 až 100 °C, s výhodou za přítomnosti odpěňovače.

Vynález vychází z překvapivého zjištění, že hydrolýza hydantoinu probíhá dobře i v suspenzi s málo rozpustným hydroxidem vápenatým. Přebytek hydroxidu se po hydrolýze snadno sráži s C0₂, všechen uhličitan vápenatý spolu s nečistotami se odfiltruje. v roztoku je přítomná požadovaná kyselina spolu s uhličitaném amonným, který se při zahušťování při teplotách kolem 80 °C (ve vakuu) rozkládá. Zahuštěním se získá hustá suspenze čistého produktu, po rozmícháni s etanolem se filtruje a produkt se suší při 120 °C. Získává se bezvodá substance s obsahem nad 98 %, s výtěžky nad 80 % th.

Při postupu podle vynálezu lze ekonomicky a ekologicky efektivně připravovat přímo 1-amino-l-cyklopentankarboxylovou kyselinu bez: nutnosti izolovat ji ze sodné soli. Odpadem je nezávadný CaCOj a. kondenzát ze zahušťování obsahuje pouze amoniak a oxid uhličitý. Postup je surovinově a pracností nenáročný, nevznikají zasolené odpadni vody..

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

Příklad 1

V laboratorním autoklávu se hydrolyzovalo 20 g hydantoinu-5spirocyklopentanu s 15,6 g technického Ca(OH)₂ s obsahem 70 % hmot. CaO ve 100 ml vody při 155 °C 4 h. Po reakci se při 50 °C sytilo s CO₂ 45 minut. Po filtraci byly mat. louhy zahuštěny při teplotách do 80 °C, po naředění 50 ml etanolu se filtrovalo, promývalo a sušilo při 120 °C. Kyselina 1-amino-l-cyklopentankarboxylová byla získána s výtěžkem 89 % th., obsah (titračně) byl 100,4 %.

Příklad 2

Postupovalo se podle příkladu 1, jen s těmi rozdíly, že místo hydroxidu byla použita suspenze 11,2 g čistého CaO ve 20 ml vody a hydrolyzovalo se 13 h při 132 °C. Výtěžek byl 92 % th.

Příklad 3

V 20 litrovém autoklávu se hydrolyzovalo 2 kg hydantoinu-5spirocyklopentanu s 1,5 kg technického hydroxidu vápenatého v 8 litrech vody při 155 °C 4 h. Po odplynění a ochlazení na 70 °C se reakční směs sytila s CO₂ 1 h za tlaku do 0,3 MPa při teplotách do 90 °C. Za horka se filtrovalo a promývalo.

Filtrát byl zahuštěn při teplotách 70 až 80 °C, při tlaku 10 až 15 kPa za přítomnosti 10 ml odpěňovače Lukosan S. Po ochlazení a rozmíchání Se 2 litry etanolu se filtrovalo a promývalo. Zisk produktu, po usušení při 120 °C, byl 82 % th.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

Způsob výroby 1-amino-l-cyklopentankarboxylové kyseliny o vzorci I

(I) alkalickou hydrolýzou hydantoinu-5-spirocyklopentanu o vzorci II

CO-NH

I ΝΞ~00 (II) ve vodě při 110 až 180 °C, vyznačující se tím, že k hydrolýze se užívá hydroxid vápenatý v poměru 1,1 až 1,8 ekvivalentu na hydantoin-5-spirocyklopentan, jehož koncentrace v reakční směsi je 10 až 20 % hmot., po ochlazení se přebytečný hydroxid vápenatý sráží oxidem uhličitým při 50 až 100 °C za přetlaku 0 až 0,6 MPa, po odfiltrování uhličitanu vápenatého se matečné louhy zahušťují, s výhodou se do odparky dávkují za přítomnosti odpěňovače, zahušťuje se za vakua při 50 až 100 °C a produkt se izoluje po rozmíchání s etanolem.