DD287256A5 - Verfahren zur herstellung von chiralen wasserloeslichen ammoniumalkansulfonsaeuren sowie deren salzen und sulfobetainen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von chiralen wasserlöslichen Ammoniumalkansulfonsäuren sowie deren Salzen und Sulfobetainen, die als Hilfsstoffe für chirale chromatographische Trennung sowie für Katalysatoren in wässrigen Lösungen und in Mehrphasensystemen eingesetzt werden können. Erfindungsgemäß werden chirale primäre, sekundäre oder tertiäre Amine, Imide oder Aminosäuren mit aliphatischen Sultonen in Protischen oder nichtprotischen Lösungsmitteln bei Temperaturen zwischen 0 und 200 Grad C umgesetzt.{chirales Amin; Sulfonat; Übergangsmetallverbindung; Mehrphasensystem; Sulton; Sulfobetain; Aminoalkansulfonsäure; chromatographische Trennung; Katalysator}
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von chiralen wasserlöslichen Ammoniumalkansulfonsäuren sowie deren Salzen und Sulfobetainen.
Die erhaltenen Verbindungen können als chirale Phasen-Transfer-Katalysatoren - in Verbindung mit Übergangsmetallen - in asymmetrischen Katalysatoren Anwendung finden. Ferner sind sie auch in der Chromatographie, z.B. in der HPLC oder in der Säulenchromatographie, als chirale Reagenzien in der mobilen Phase zur Trennung von chiralen Substanzen oder als spezifische Detergenzien einsetzbar.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Bekannt ist eine Reihe von wasserlöslichen Liganden für katalytisch wirkende Übergangsmetallkomplexe, deren Hydrophilie auf dem Vorhandensein von Hydroxy-, Polyether-, Carboxy-, Ammonium- oder Sulfonatgruppen beruht (F. Joo, Z. Toth, J. Mol. Catal.8 369 [1980]). Davon hat die Sulfongruppe die größte Bedeutung erlangt. Prinzipiell ist die Umsetzung von Aminen mit Alkensultonen seit langem bekannt (J. H. Helberger, G. Manecke, J. R. Heydon, J.Liebigs Ann. Chem. 565,22 [1949], I.Zeid, I. Ismail, J.üebigs Ann. Chem. 667 [1974]).
Kunitakeet al. nutzte 1,3-Propansultonzur Darstellung von langkettigem amphiphilen Ammoniumsulfobetainen als Vesikelbausteine (Y.Okahata, S.Tanamachi, M. Nagai, T. Kunitake, J. Colloid Interface Sei. 82, 401 [1981]). Alle bisher bekannten Umsetzungen von Aminen mitSultonen (s. Übersichtsartikel D.N.Roberts, D.L.Williams,Tetrahedron 43,1027 [1987]) führten nicht zu chiralen o. g. Verbindungen.
Ziel der Erfindung
Es ist das Ziel der Erfindung, ein einfaches Verfahren zur Herstellung von chiralen aliphatischen oder araliphatischen Ammoniumsulfonsäuren und Sulfobetainen, die als neue wasserlösliche Verbindungen in katalytisch wirksame Systeme oder als Hilfsstoffe für chirale chromatographische Trennungen eingesetzt werden können, zu entwickeln.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch geeignete Ausgangsverbindungen die Darstellung sulfonierter wasserlöslicher chiralerSulfobetaine,Ammoniumalkansulfonsäuren und deren Salze, die als Aminosulfonate vorliegen, auf einfachem Wege zu erreichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von chiralen wasserlöslichen Ammoniumalkansulfonsäuren sowie deren Salzen und Solfobetainen der allgemeinen Formel I,
R*1R2R3N+CHR4(CH2)nSO3" I
in der
r»i = r2=r3 chjrales Alkyl, Cycloalkyl, Arylalkyl oder Arylalkenyl,
R*1 = R2 mit oben vorbezeichneter Bedeutung und
R3 Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Arylalkyl, Arylalkenyl oder substituiertes Alkyl,
R*1 mit oben vorbezeichneter Bedeutung oder auch Carboxyalkyl,
R2=R3 Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Arylalkyl, Arylalkenyl oder substituiertes Alkyl,
R*1 mit oben vorbezeichneter Bedeutung oder auch Carboxyalkyl und
R2 und R3 die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Arylalkyl, Arylalkenyl
oder substituiertes Alkyl und
R4 Wasserstoff oder Alkyl
darstellen, indem erfindungsgemäß ein chirales, primäres, sekundäres oder tertiäres Amin, Imid oder eine Aminosäure der allgemeinen Formeln II, III und IV,
R*1NH2 Il
R*1R2NH III
Ff1R2R3N IV
in denen R*1, R2 und R3 die oben genannten Bedeutungen haben,
mit einem aliphatischen Sulton der allgemeinen Formel V, R4
in der
R4 die oben genannte Bedeutung hat und
η eine ganze Zahl gleich 2 oder 3 ist,
oder auch mitTolylsulton bei Temperaturen zwischen 0 und 2000C in einem Lösungsmittel umgesetzt wird.
Als Sulton werden insbesondere die aliphatischen Sultone 1,3-Propan-, 1,3-Butan-oder 1,4-Butansulton sowie auch Tolylsulton verwendet.
Als Lösungsmittel werden protische und nichtprotische Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische, bevorzugt Ether und Aromaten sowie Alkohole und Ketone beziehungsweise deren Gemische, verwendet.
Die Reaktionstemperatur sollte vorzugsweise zwischen 20 und 120°C betragen.
Als chirale Amine sind (-)- und (+)-a-Phenylethylamin, R-(+)-Bornylamin, N-Methylglucamin, (-)-L-Menthylamin, 1-[4-Nitrophenyl]-1 (S),3-dihydroxy-2(S)-aminopropan („L-Base") und Aminosäuren wie L-Valin, L-Leucin, (+)-L-Prolin, (—)-D-Prolin und L-Valin-tert.-butylamid geeignet.
Häufig, besonders wenn unpolare Lösungsmittel zum Lösen der Ausgangsverbindungen genutzt werden, fallen die Reaktionsprodukte aus dem Reaktionsgemisch nahezu analysenrein aus. Sie werden durch Waschen mit kalten o.g.
Lösungsmitteln oder durch Säulenchromatographie gereinigt. Auch ein Umkristallisieren aus verschiedenen Lösungsmitteln, bevorzugt aus Alkoholen bzw. Wasser-Alkohol-Gemischen, führt zu sehr reinen Produkten.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellte Sulfobetaine, Ammoniumalkansäuren und deren Salze können als wasserlösliche chirale Verbindungen zu asymmetrischen Katalysen oder in mobilen Phasen der Chromatographie von Enantiomerentrennungen eingesetzt werden.
Ausführungsbeispiele
606mg (5mmol) (—)-a-Phenylethylamin und 519μΙ (5mmol) 1,4-Butansulton werden in 3ml abs. Toluen fünf Stunden unter Rückfluß gehalten. Nach dem Abkühlen wurde das Lösungsmittel vom gebildeten Niederschlag dekantiert, das Kristallisat mehrfach mit Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 812 mg (3,15 mmol; 63%) C12H19O3NS = 257,35
[α]" = -19,9° (с = 1,35, MeOH)
ber.%: C = 56,00 H = 7,44 N = 5,45 S = 12,46
gef.%: C = 55,78 H = 7,65 N = 5,3 S= 12,0
In eine Lösung von 606 mg (5 mmol) (H-)-a-Phenylethylamin in 3 ml abs. Benzen wurden 610 mg (5 mmol) Propansulton gegeben.
Der Reaktionsansatz wurde bei Raumtemperatur gerührt und über Nacht stehengelassen. Nach ca. einer Stunde ist die Bildung eines Niederschlages zu beobachten. Das gebildete Präzipitat wurde nach 18 Stunden über eine Fritte abgesaugt, dreimal mit Ether gewaschen und im Exsikkator über P2O6 getrocknet.
Ausbeute: 1,05g (4,32mmol; 86%) C11Hi7O5NS = 243,27
[α]2,2 = +20,1° (c = 1,13, H2O)
ber.%: C = 54,22 H = 7,04 N = 5,76 S = 13,17
gef.%: C = 54,46 H = 6,88 N = 6,0 S = 12,6
2mmol (+J-R-Bornylamin-hydrochlorid wurden in 6ml Wasser gelöst und 1 ml 10%ige NaOH zugegeben. Der Ansatz wurde milchig trüb. Die Suspension wurde dreimal mit 10ml Benzen ausgeschüttelt, über Nacht über MgSO4 getrocknet und im Vakuum das Lösungsmittel entfernt.
Ausbeute: 158 mg (1,1 mmol) (+)-R-Bornylamin.
Das Bornylamin und 134mg (1,1 mmol) Propansulton wurden in 2ml abs. Benzen gelöst und zwei Stunden unter Rückfluß gehalten. Dabei bildete sich ein Niederschlag. Nach dem Abkühlen wurde über eine Fritte abgesaugt, mit Benzen gewaschen und an der Luft getrocknet.
Ausbeute: 260mg (0,9mmol; 86%) C13H26O3NS = 275,41
[α]2,2 = +30,6° (c =1,01, EtOH)
ber.%: C = 56,69 H = 9,15 N = 5,09 S = 11,64
gef.%: C = 56,67 H = 9,10 N = 5,2 S = 11,2
722μΙ (4mmol) (—)-L-Menthylamin und 420μΙ (4mmol) 1,4-Butansulton wurden in 5ml abs. Toluen acht Stunden im siedenden Wasserbad erwärmt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, der Rückstand mehrfach mit wenig kaltem Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es wurden spröde, durchsichtige Kristalle erhalten.
Ausbeute: 1,05g (3,6mmol; 90%) C14H29O3NS = 291,43 [α]22 = -40,3° (c= 1,05, EtOH)
ber.%: C = 57,69 H = 10,03 N = 4,81 S = 11,00
gef.%: C = 56,64 H = 10,14 N = 5,0 S = 11,5
244mg (2mmol) 1,3-Propansulton wurden zu einer warmen Lösung von 420mg (2mmol) „L-Base" (s.o.) in 5ml abs. Methanol gegeben. Der Ansatz wurde drei Stunden am Sieden gehalten. Nach dem Abkühlen wurde der gebildete Niederschlag abgetrennt, mit Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 487mg (1,5mmol; 73%) C12H187O7N2S = 334,32 Ia]" = -48,7° (c = 1,01, H2O)
ber.%: C = 43,10 H = 5,43 N = 8,38 S = 9,59
gef.%: C = 43,32 H = 5,65 N = 8,7 S = 9,5
230 mg (2 mmol)(+)-D-Prolin und 244 mg (2 mmol) 1,3-Propansulton wurden in 2 ml abs. Ethanol gegeben. Der Ansatz war sofort milchig und wurdezwei Stunden am Sieden gehalten. Nach dem Abkühlen wurde abgesaugt, die ausgeschiedenen Kristalle mit Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 258mg (1,1 mmol; 54%) C8H16O6NS = 237,27 [α]2,2 = +24,4° (c = 1,05, H2O)
ber.%: C = 40,49 H = 6,37 S = 13,51
gef.%: C = 40,65 H = 6,24 S = 12,7
576mg (5 mmol) (-)-L-Prolin wurden in 10ml abs. Ethanol 24 Stunden mit 0,80 ml (7,7 mmol) 1,4-Butansulton unter Rückfluß gehalten, das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen, der Rückstand mehrfach mit Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet. Ausbeute: 610mg (3,99mmol; 80%) C9H17O6NS = 251,31 [α]2,2 = -16,4° (с = 1,83m EtOH) ber.%: S = 11,01 N = 4,81
gef.%: S = 11,8 N = 4,9
372 mg (2 mmol) N-Methylglucamin wurden in 4ml abs. Methanol gelöst und 244mg (2 mmol) 1,3-Propansulton zugesetzt. Der Ansatz wurde drei Stunden unter Rückfluß gehalten. Nach dem Abkühlen wurde der kristalline Niederschlag auf der Fritte mehrfach mit Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 469 mg (1,48 mmol; 74%) C10H22O8NS = 316,34 [α]2,2= -18,9° (с =1,01, H2O)
ber.%: C = 37,97 H = 7,01 N = 4,43 S = 10,13
gef.%: C = 37,44 H = 7,68 N=4,4 S = 10,0
860mg (5mmol) L-Valin-tert.-butylamid und 680mg (5mmol) 1,4-Butansulton wurden in 10ml abs. Ethanol gelöst und 10 Stunden zum Sieden erhitzt. Anschließend wurde der Alkohol im Vakuum entfernt und das Reaktionsprodukt durch Säulenchromatographie an Kieselgel mit dem Eluenten CH2CI2/Me0H (7:3, v/v) gereinigt. Ausbeute: 850 mg (2,76mmol; 55%) C13H28O4N2S = 308,44 [α]2,2 = -13,66° (с= 1,EtOH) Fp. = 126°C, IR = 1 200,1 050/cm.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von chiralen wasserlöslichen Ammoniumalkansulfonsäuren sowie deren Salzen und Sulfobetainen der allgemeinen Formel I,
R*1R2R3N+CHR4(CH2)nSO3~ I
in der
R*1 = R2=R3chirales Alkyl, Cycloalkyl, Arylalky! oder Arylalkenyl,
R^=R2 mitoben vorbezeichneter Bedeutung und
R3 Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Arylalkyl, Arylalkenyl oder
substituiertes Alkyl,
oder
oder
R*1 mit oben vorbezeichneter Bedeutung oder auch Carboxyalkyl und
R2=R3 Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Arylalkyl, Arylalkenyl oder
substituiertes Alkyl,
oder
oder
R*1 mit oben vorbezeichneter Bedeutung oder auch Carboxyalkyl und
R2 und R3 die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Cycloalkyl,
Cycloalkenyl, Arylalkyl, Arylalkenyl oder substituiertes Alkyl und
R4 Wasserstoff oder Alkyl
R4 Wasserstoff oder Alkyl
darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß ein chirales primäres, sekundäres oder tertiäres Amin, Imid oder eine Aminosäure der allgemeinen Formeln II, III und IV,
R^NH2 Il
R*1R2NH Ml
R*1R2R3N IV
in denen R*1, R2 und R3 die oben genannten Bedeutungen haben, mit einem aliphatischen Sulton der allgemeinen Formel V,
R4 - CH — 0
I I V
(CH2)n - So2
in der
R4 die oben genannte Bedeutung hat und
η eine ganze Zahl gleich 2 oder 3 ist,
oder auch mit Tolylsulfon bei Temperaturen zwischen 0 und 200°C in einem Lösungsmittel umgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sulton die aliphatischen Sultone 1,3-Propan-, 1,3-Butan- oder 1,4-Butansulton sowie auch Tolylsulton verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Ether, Aromaten, andere protische und nichtprotische Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische verfahren werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung bei einer Temperatur zwischen 20 und 1200C erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD33196589A DD287256A5 (de) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Verfahren zur herstellung von chiralen wasserloeslichen ammoniumalkansulfonsaeuren sowie deren salzen und sulfobetainen |
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DD33196589A DD287256A5 (de) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Verfahren zur herstellung von chiralen wasserloeslichen ammoniumalkansulfonsaeuren sowie deren salzen und sulfobetainen |
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DD (1) | DD287256A5 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1644325A2 (de) * | 2003-06-23 | 2006-04-12 | Neurochem (International) Limited | Verfahren und zusammensetzungen zur behandlung von amyloidkrankheiten |
-
1989
- 1989-08-21 DD DD33196589A patent/DD287256A5/de not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1644325A2 (de) * | 2003-06-23 | 2006-04-12 | Neurochem (International) Limited | Verfahren und zusammensetzungen zur behandlung von amyloidkrankheiten |
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Legal Events
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