DD295357A5 - Verfahren zur herstellung von bis-hydroxyalkylsulfonylmethyl-pyrrolidinium-sulfobetainen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bis-hydroxyalkylsulfonylmethylpyrrolidinium-sulfobetainen. 1,1-Dimethyl-3-sulfinsaeuremethyl-4-sulfomethyl-pyrrolidiniumbetain laeszt sich in waeszriger Loesung im Molverhaeltnis 2:1 mit aliphatischen Dialdehyden in guten Ausbeuten zu neuen Bis-hydroxyalkylsulfonylmethyl-pyrrolidinium-sulfobetainen der Formel (I) umsetzen (n0 bis 3). Die Verbindungen der Formel (I) sind funktionalisierte Sulfobetain-sulfone und koennen als Zwischenprodukte fuer Sulfobetainsynthesen eingesetzt werden. Formel (I){Sulfobetaine; Pyrrolidinium-sulfobetaine; Sulfone; Sulfobetainsulfone; Hydroxyalkylsulfone; Sulfinsaeure; Dialdehyde}

Description

(CH₂ ) _n-CH—SO₂-.

SO.

2. Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß 1,1-Dimethyl-3-sulfinsäuremethyl-4-sulfomethyl-pyrrolidiniumbetain der Formel (II) nach seiner Herstellung durch Sulfocyclosulfinierung und Freisetzung aus dem Natriumsalz nicht isoliert und als Feststoff eingesetzt, sondern als Lösung zu Bis-hydroxyalkylsulfonylmethyl-pyrrolidinium-sulfobetain der Formel (I) umgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als aliphatischer Dialdehyd Glyoxal, Malondialdehyd oder Glutardialdehyd verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bevorzugt im Temperaturboreich von 60⁰C bis zum Siedepunkt der wäßrigen Lösung gearbeitet wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bis-hydroxyalkylsulfonylmethyl-pyrrolidinium-sulfobetainen der Formel (I),

OH . OH

I I

"O₃S ν , SOg—CH—(CH₂)-—CH—SO₂-

in welcher η Zahlen von 0 bis 3 bedeutet. Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) dienen als multifunktionelle Zwischenprodukte für Synthesen.

Charakterisierung des bekannten Standes der Technik

Bis-hydroxyalkylsulfonylmethyl-pyrrolidiniumbetaine sind bisher noch nicht beschrieben worden. Synthesen anderer Hydroxyalkylsulfonylmethyl-pyrrolidine oder anderer Hydroxymethylsulfonylmethylbetaine sind ebenfalls nicht bekannt. Bekannt ist die Herstellung von Hydroxymethylsulfonen; diese sind jedoch, wenn sie von aliphatischen Sulfinsäuren abgeleitet werden, zerseulich, thermisch empfindlich und nicht lagerstabil [L.Field und P.Settlage, J. Amer. ehem. Soc. 73,5870 [1951 ]).

Es ist das Ziel der Erfindung, 4-Sulfomethyl-pyrrolidinium-betein durch Einführung funktioneller reaktionsfähiger Gruppen in zu weiteren Synthesen polarer multifunktioneller Stoffe einsetzbare Zwischenprodukte zu überführen, welche reaktiv aber nicht zersetzlich sind und aufgrund polarer Strukturen und funktioneller Gruppen als Ausgangsmaterial für potentielle Wirkstoffe dienen können. Einfache Zugänglichkeit und eine ausreichende Haltbarkeit sollen die neuen Zwischenprodukte auszeichnen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Ring des 1,1-Dimethyl-4-sulfomethyl-pyrrolidinium-betains in 3-Stellung mit reaktionsfähigen funktioneilen Gruppen zu substituieren, welche die Verbindung als reaktives Zwischenprodukt einsetzbar machen, ab«, r eine ausreichende Stabilität in Lösung oder beim Lagern in trockener Form garantieren. Die Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß durch Sulfocyclosulfinierung von Dimethyldiallylammonium-chlorid leicht zugängliches i.i-Dimethyl-S-sulfinsäuremethyM-sulfomethyl-pyrrolidinium-betainen der Formel (II)

HO₂S

Υ-Λ

(DD-A-1225128) in wäßrigem Medium im Temperaturbereich von 2O⁰C bis zum Siedepunkt der wäßrigen Lösung, vorzugsweise im Temperaturbereich von 60°C bis zum Siedepunkt der wäßrigen Lösung, mit aliphatischen Dialdehyden im Molverhältnis 2:1 zu Bis-hydroxyalkylsulfonylmethyl-pyrrolidinium-sulfobetainen der Formel (I)

GH OH

SO 2—CH—(CH ₂) £—CH—SO

N. t

umgesetzt wird. Im Gegensatz zu bekannten aliphatischen Hydroxymethylsulfonen HOCH₂SO₂-Alkyl sind die Bishydroxyalkylsulfonylmethyl-pyrrolidinium-sulfobetaine der Formel (I) in Lösung und auch in fester Form überraschend stabilund lassen sich aufgabengemäß als reaktionsfähige Zwischenprodukte verwenden. Beim Auskristallisieren aus Wasser bindensie wechselnde Mengen Kristallwasser, so daß in der Regel (gerechnet auf den titierbaren Schwefelgehalt) 75 bis 85%ige

Produkte erhalten werden. Ais aliphatische Dialdehyde werden z.B. Glyoxal (OHC-CHO), Malondialdehyd (OHC-CH₂-COH), Succindialdehyd

(OHC-[CHj]₂-COH) oder Glutardialdehyd (OHC-[CH₂Ir-CHO) verwendet.

Die Verbindungen Bis-hydroxyalkylsulfonylmethyl-pyrrolidiniumsulfobetaine der Formel (I) sind löslich in Wasser. Zur Erzielung

guter Ausbeuten verfährt man erfindungsgemäß bei wiederholter Herstellung so, daß die Mutterlauge des vorhergehenden

Reaktionsansatzes dem Ansatz als Reaktionsmedium zugefügt wird; durch diese Verfahrensweise lassen sich Ausbeuten im

2. Ansatz erhöhen. Unter technischen Bedingungen kann man auch so verfahren, daß die Sulfinsäure der Formel (II) nach der

Herstellung nicht isoliert, sondern sofort zu Bis-hydroxyalkylsulfonylmethyl-pyrrolidiniumsulfobetainen der Formel (I)

umgesetzt werden.

Durch Einwirkung von Alkalien werden die neuen Produkte der Formel (I) zersetzt. Ausführungsbeispiele Beispiel 1

2:1 -Additionsprodukt mit Glyoxal

30,7g (0,1 mol) 88%iges 1,1-Dimethyl-3-sulfinsäuremethyl-4-sulfomethyl-pyrrolidiniumbetain der Formel (II), hergestellt nach

DD-A-1225128, werden mit 25ml Wasser verdünnt und unter Rühren mit 5,7 ml (0,05mol) 40%iger Glyoxallösung versetzt. Man

erwärmt das Reaktionsgomisch zum Sieden, bis nach 5min alles gelöst ist. Die Reaktionslösung wird in offener Schale abgekühltund das leicht lösliche Produkt unter Abdunsten des Lösungswassers zur Kristallisation gebracht. Ausbeute nach Trocknen im

Vakuum: 37g, d. h., nach quantitativem Umsatz enthält das Reaktionsprodukt auch nach scharfem Trocknen noch 20% Wasser.

¹³C-NMR-Spektrum in D₂O, externer Standard TMS.

Die Zahlenangaben an den Atomsymbolen entsprechen den chemischen Verschiebungen in ppm.

* ^HN-Quadrupol-Signalauf8paltung.

OH OH 51,2 36,5 33,6 50,9 | j

-Q₃S-CH₂-CH CH-CH₂-SO₂-CH-CH-SO₂-Ch₂-CH CH-CH₂-SOg

I I 91,9 I I

70,5 H₂C CH₂ 70,6 H₂C CH₂

H₃C^ N]H₃ H₃C^ ^XCH₃

* 53,9 ... 55,9

Beispiel 2

2:1 -Additionsprodukt mit Glutardialdehyd

169,4g (0,5mol)80%lges technisches 1,1-Dimethyl-3-sullinsäuremethyl-4-sulfomethyl-pyrrolidiniumbetai[i der Formel (II)werden mit 55,7g (0,25mol) 45%iger Glutardialdehydlösung und 340g Wasser unter Rühren auf 70°C erwärmt, bis alleshomogen gelöst ist. Man läßt einen Tag bei Raumtemperatur stehen, destilliert 1 SO ml Wasser im Vakuum ab, gibt 100 ml Ethanolzu und läßt bei gelegentlichem Umrühren kristallisieren. Das Bis-hydroxyalkylsulfonylmethyl-pyrrolidinium-sulfobetain der

Formel I (mit η = 3) kristallisiert mit 2 mol Kristallwasser. Ausbeute: quantitativ (194g).

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Herstellung von Bis-hydroxyalkylsulfonylmethylpyrrolidinium-sulfobetainen der Formel (I), gekennzeichnet dadurch, daß 1,1-Dimethyl-3-sulfinsäuremethyl-4-sulfomethylpyrrolidiniumbetain der Formel (II) im Molverhältnis 2:1 in Wasser mit aliphatischen Dialdehyden im Temperaturbereich von 20⁰C bis zum Siedepunkt der wäßrigen Lösung umgesetzt wird.

   OH OH