DD299056A5 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF 2-CARBOXYMETHYLSULFONYL-PROPANE-1,3-DISULFONATE - Google Patents

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DD299056A5
DD299056A5 DD33609189A DD33609189A DD299056A5 DD 299056 A5 DD299056 A5 DD 299056A5 DD 33609189 A DD33609189 A DD 33609189A DD 33609189 A DD33609189 A DD 33609189A DD 299056 A5 DD299056 A5 DD 299056A5
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sodium
reaction
propane
sulfonylcarboxylic
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DD33609189A
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Detlef Ballschuh
Roland Ohme
Horst Seibt
Egon Gruendemann
Original Assignee
Institut Fuer Chemische Technologie,De
Zentralinstitut Fuer Organische Chemie,De
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C317/00Sulfones; Sulfoxides
    • C07C317/44Sulfones; Sulfoxides having sulfone or sulfoxide groups and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von * (Sulfonylcarbonsaeure) der allgemeinen Formel * welche als Zwischenprodukte und als Hydrotrope in Mikroemulsionssystemen Verwendung finden koennen. Erfindungsgemaesz werden molare Mengen von Natriumallylsulfonat mit Chloressigsaeure und der doppeltmolaren Menge Natriumhydrogensulfit in Gegenwart einer katalytischen Menge eines Peroxodisulfats miteinander umgesetzt und die erhaltene Reaktionsloesung nach Zugabe einer katalytischen Jodidmenge durch Erwaermen zu Sulfonylcarbonsaeuren gemaesz der allgemeinen Formel (I) umgewandelt. Formel (I){* Sulfonylcarbonsaeure; Zwischenprodukte; Hydrotrope in Mikroemulsionssystemen; Natriumallylsulfonat; Chloressigsaeure; Natriumhydrogensulfit; Peroxodisulfat als Katalysator; Jodid als Katalysator}The invention relates to a process for the preparation of * (sulfonylcarboxylic acid) of the general formula * which can be used as intermediates and as hydrotropes in microemulsion systems. According to the present invention, molar amounts of sodium allylsulfonate are reacted with chloroacetic acid and twice the molar amount of sodium bisulfite in the presence of a catalytic amount of peroxodisulfate, and the resulting reaction solution is converted to sulfonylcarboxylic acids of general formula (I) after addition of a catalytic iodide amount by heating. Formula (I) {* sulfonylcarboxylic acid; Intermediates; Hydrotropes in microemulsion systems; sodium allyl sulfonate; chloroacetic acid; sodium bisulfite; Peroxodisulfate as a catalyst; Iodide as a catalyst}

Description

in welcherin which

M ein Kation, vorzugsweise Na+undM is a cation, preferably Na + and

R Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen darstellen, gekennzeichnet dadurch, daß Allylsulfonate, vorzugsweise Natriumallylsulfonat, der allgemeinen Formel (II),R is hydrogen or an alkyl radical having 1 to 14 carbon atoms, characterized in that allyl sulphonates, preferably sodium allyl sulphonate, of the general formula (II)

..3«M CD..3 «M CD

in derin the

M die obengenannte Bedeutung hat,M has the abovementioned meaning,

mit molaren Mengen einer a-Halogencarbonsäure, vorzugsweise α-Chlorcarbonsäure der allgemeinen Formel (IiI),with molar amounts of an α-halocarboxylic acid, preferably α-chlorocarboxylic acid of the general formula (IiI),

ClCl

CO2HCO 2 H

(III)(III)

in derin the

R die obengenannte Bedeutung hat,R has the abovementioned meaning,

und der doppeltmolaren Menge eines Mexailhydrogensulfits, vorzugsweise Natriumhydrogensulfit, in Gegenwart einer katalyt'schen Menge eines Peroxodisulfats im ersten Verfahrensschritt miteinander umgesetzt und im zweiten Verfahrensschritt die erhaltene Reaktionslösung nach Zugabe einer katalytischenJodidmenge solange zum Sieden erhitzt wird bis der SuIf inat-Gehalt der reagierenden Lösung auf Null abgesunken ist.and the double-molar amount of a Mexailhydrogensulfits, preferably sodium bisulfite, reacted in the presence of a catalytic amount of a peroxodisulfate in the first process step and in the second process step, the resulting reaction solution after addition of a catalytic amount of iodide until heated to boiling until the sulfate content of the reacting solution Zero has dropped.

2. Verfahrennach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß im ersten Verfahrensschritt 1 bis 5 Mol-% Peroxodisulfat, bezogen auf das eingesetzte Allylsulfonat, als Katalysator zugesetzt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that in the first process step 1 to 5 mol% peroxodisulfate, based on the allylsulfonate used, are added as a catalyst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Pesoxodisulfat in zwei Portionen von jeweils 2 Mol-%, bezogen auf das eingesetzte Allylsulfonat, zugesetzt wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the pesoxodisulfate in two portions of 2 mol%, based on the allyl sulfonate, is added.

4. Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß im zweiten Verfahrensschritt 5 bis 50 mmol Natrium-, Kalium- oder Ammoniumjodid/mol Allylsulfonat als Katalysator zugesetzt werden.4. The method according to claim!, Characterized in that in the second step 5 to 50 mmol of sodium, potassium or ammonium iodide / mol allylsulfonate are added as a catalyst.

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft sin Verfahren zur Herstellung von 2-Carboxymethylsulfonyl-propan-1,3-disulfonaten (Sulfonylcarbonsäuren) der allgemeinen Formel (I)The invention relates to a process for the preparation of 2-carboxymethylsulfonyl-propane-1,3-disulfonates (sulfonylcarboxylic acids) of the general formula (I)

MO3SMO 3 S

SO3MSO 3 M

(I)(I)

in welcherin which

M ein Kation, vorzugsweise Na+undM is a cation, preferably Na + and

R Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen darstellen.R represents hydrogen or an alkyl radical having 1 to 14 carbon atoms.

Die neuen Sulfonylcarbonsäuren der Formel ,1) stellen als organische Zwischenprodukte einen reaktiven Baustein für weiterführende Synthesen dar oder können als Hydrotrope in Mikroemulsionssystemen Verwendung finden.The new sulfonylcarboxylic acids of the formula 1), as organic intermediates, represent a reactive building block for further syntheses or can be used as hydrotropes in microemulsion systems.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

2-Carboxymethylsulfonyl-propan-1,3-disulfonate der allgemeinen Formel (I), sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind bisher nicht bekannt geworden. Andere Alkyl- bzw. Aryl-a-sulfonylcarbonsäuren sind seit langem bekannt (A. Schöberl] u. A.Wagner in „Methoden der organischen Chemie", Houben-Weyl Bd. IX, S.227ff. (19551 bzw. M.Quaedvlieg, ebenda, S. 298). Nach S.Gabriel, Bar. dtsch. ehem. Ges. 14,833 (1881) wird z.B. durch Erwärmen von Natriumbenr.olsulfinat mit Natriumchloracetat in wäßriger Lösung gemäß folgender Gleichung2-Carboxymethylsulfonyl-propane-1,3-disulfonates of the general formula (I), as well as processes for their preparation are not yet known. Other alkyl or aryl-α-sulfonylcarboxylic acids have been known for a long time (A. Schöberl and A. Wagner in "Methoden der organischen Chemie", Houben-Weyl, Vol. IX, p.227ff. (19551 and M. Quaedvlieg , ibid., p. 298) According to S.Gabriel, Bar., Engl., Ges., 14, 833 (1881), for example, by heating sodium benzenesulfinate with sodium chloroacetate in aqueous solution according to the following equation

Aromat-SOjNa + CICH2CO2Na-^ArOiTIaI-SO2CH2CO2Na + NaCIAromatic-SOjNa + CICH 2 CO 2 Na- ArOiTiAl-SO 2 CH 2 CO 2 Na + NaCl

zunächst das Natriumsalz der Benzolsulfonylessigsäure erhalten. Aus dem Salz läßt sich dann die Sulfonylessigsäure durch Zusatz einer Mineralsäure freisetzen,initially obtained the sodium salt of benzenesulfonylacetic acid. From the salt, the sulfonylacetic acid can then be released by addition of a mineral acid,

Im Gegensatz dazu stehen Untersuchungen von A.Courtin, H.-R.von Tobel und G.Auerbach, HeIv. Chim. Acta 63,1412 (1980), wonach bei 24stündigem Erwärmen von 1 mol 2-Nitrobenzolsulfinsäure, 2 mol Bromessigsäure und 2 mol Natronlauge in wäßriger Lösung unter Rückflußbedingungen in 91%iger Ausbeute nur das Methyl-(2-nitrophenyl)-sulfon erhalten wird.In contrast, studies by A.Courtin, H.-R.von Tobel and G.Auerbach, HeIv. Chim. Acta 63,1412 (1980), according to which when 24 hours of heating 1 mol of 2-nitrobenzenesulfinic acid, 2 mol of bromoacetic acid and 2 mol of sodium hydroxide in aqueous solution under reflux in 91% yield only the methyl (2-nitrophenyl) sulfone is obtained.

Off 3nsichilich wird unter den sauren Reaktionsbedingungsn das entstehende Carboxymethyl-aryisulfon sofort zu Methylarylsulfon decarboxyliert.Officially, under the acidic reaction conditions, the resulting carboxymethyl arylsulfone is immediately decarboxylated to methylarylsulfone.

Seit kurzem stehen die Salze der 1,3-Disulfonato-propan-2-sulfinsäure als potentielle Ausgangsstoffe für die Synthese von neuen substituierten Sulfonylcarbonsäuren der allgemeinen Formel (I) als technisch leicht zugängliche Verbindungen zur Verfügung. Zum Beispiel werden derartige Natriumsulfinate durch radikalisch initiierte Sulfosulfinierung von auch im technischen Maßstab vorhandenen Natriumallylsulfonat mit Natriumhydrogensulfit nach DD 225992 A1 bzw. EP 163320A3 gewonnen.Recently, the salts of 1,3-disulfonato-propane-2-sulfinic acid as potential starting materials for the synthesis of new substituted sulfonylcarboxylic acids of the general formula (I) as technically readily available compounds available. For example, such sodium sulfinates are obtained by free-radically initiated sulfosulfination of sodium allylsulfonate also present on an industrial scale with sodium hydrogen sulfite according to DD 225992 A1 or EP 163320A3.

Jedoch schlugen Versuche fehl, welche nach dem Stand der Technik ausgeführt wurden, z. B. Trinatrium-1,3-disulfonato-2-sulfinatopropan mit Nairiumchloracetat zum entsprechend substituierten a-Sulfonylacetat zu carboxymethylieren. Die erhaltene Reaktionslösung, welche aus einer komplexen Mischung von Ausgangsprodukten, Folgeprodukten und auch Hern Zielprodukt bestand, ließ sich aufgrund des polaren Charakters der Ausgangs- und Reaktionsprodukte nicht zur gewünschten Sulfonylessigsäure aufarbeiten.However, attempts failed, which were carried out according to the prior art, for. B. trisodium-1,3-disulfonato-2-sulfinatopropan with Nairiumchloracetat to appropriately substituted a-sulfonyl acetate to carboxymethylate. The resulting reaction solution, which consisted of a complex mixture of starting materials, secondary products and also Hern target product, could not work up to the desired sulfonylacetic acid due to the polar character of the starting and reaction products.

Somit existiert, ausgehend von den Salzen der 1,3-Disulfinatopropan-2-sulfinsäure, kein Verfahren diese zur reinen Sulfonylcarbonsäure umzusetzen.Thus, starting from the salts of 1,3-disulfinatopropane-2-sulfinic acid, there is no process to convert this to pure sulfonylcarboxylic acid.

Ferner ist auch kein zweistufiges Syntheseverfahren bekannt geworden, welches direkt aus den aus Allylsulfonaten und Hydrogensulfiten in Gegenwart von a-Halogencarbonsäuren in situ erzeugten Salzen der 1,3-Disulfinato-propan-2-sulfinsäure substituierte a-Sulfonylcarbonsäuren zugänglich nacht.Furthermore, no two-stage synthesis process has become known, which is accessible directly from the salts of 1,3-disulfinato-propane-2-sulfinic acid substituted a-sulfonylcarboxylic acids prepared in situ from allyl sulfonates and hydrogen sulfites in the presence of α-halocarboxylic acids.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, ein einfaches zweistufiges Syntheseverfahren zur Herstellung von substituierten Sulfonylcarbonsäuren aus leicht zugänglichen und technisch verfügbaren Ausgangsstoffen, wie Natriumallylsulfonat, Hydrogensulfit und a-Halogencarbonsäuren, zu finden, das es gestattet, die Verfahrensschritte ohne Bildung von Nebenprodukten bei gleichzeitig hoher Reinheit und Ausbeute des Zielproduktes zu führen.It is the object of the invention to find a simple two-stage synthesis process for the preparation of substituted sulfonylcarboxylic acids from readily available and technically available starting materials, such as sodium allylsulfonate, hydrogen sulfite and a-halocarboxylic acids, which allows the process steps without formation of by-products with simultaneously high purity and yield the target product.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfaches Zweistufenverfahren zu entwickeln, welches es ermöglicht, t-Carboxymethylsulfonyl-propan-I.S-disulfonate wirtschaftlich zu synthetisieren.The object of the invention is to develop a simple two-stage process which makes it possible to economically synthesize t-carboxymethylsulfonyl-propane-I.S-disulfonates.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß man Allylsulfonate, vorzugsweise Natriumallylsulfonat, der allgemeinen Formel (II),According to the invention, the object is achieved by reacting allyl sulphonates, preferably sodium allyl sulphonate, of the general formula (II)

in derin the

M die obengenannte Bedeutung hat,M has the abovementioned meaning,

mit molaren Mengen einer a-Halogencarbonsäure, vorzugsweise α-Chlorcarbonsäure der allgemeinen Formel (III),with molar amounts of an α-halocarboxylic acid, preferably α-chlorocarboxylic acid of the general formula (III),

(III)(III)

in derin the

R die obengenannte Bedeutung hat,R has the abovementioned meaning,

und der doppeltmolaren Menge eines Metallhydrogensulfits, vorzugsweise Natriumhydrogensulfit, in Gegenwart einer katalytischen Menge eines Peroxodisulfats in einem ersten Verfahrensschritt miteinander umsetzt und im sich anschließenden zweiten Verfahrensschritt die erhaltene Reaktionslösung nach Zugabe einer katalytischen Menge eines im Reaktionsmedium löslichen Jociids solange zum Sieden erhitzt bis der Sulfinat-Gehalt der reagierenden Lösung auf praktisch Null abgesunken ist.and the double molar amount of a Metallhydrogensulfit, preferably sodium bisulfite, in the presence of a catalytic amount of a peroxodisulfate in a first process step and in the subsequent second process step, the resulting reaction solution after addition of a catalytic amount of a soluble in the reaction medium jocid boil until the sulfinate Content of the reacting solution has dropped to practically zero.

Die Gesamtreaktion, die radikalisch initiierte Sulfosulfinierung des Allylsultonats mit gekoppelter Carboxyalkylierung des in situ gebildeten Salzes der 1,3-Disulfonato-propan-2-sulfinsäur9 in zwei Verfahrensstufen, veranschaulicht das folgende Schema:The overall reaction, the radically initiated sulfosulfination of the allyl sultonate with coupled carboxyalkylation of the in situ formed salt of 1,3-disulfonato-propane-2-sulfinic acid9 in two process steps, illustrates the following scheme:

2 NaHSO3 + Cl. ^COgH2 NaHSO 3 + Cl. ^ COgH

(ID R(ID R

(III)(III)

2. J~2. J ~

SO3Na + MaCl + H2OSO 3 Na + MaCl + H 2 O

Die Sulfosulfinierung eines Allylsulfonats verläuft nach DD 225992 A1 nur dann mit maximaler Ausbeute an Sulfosulfinierungsprodukt, wenn pH-Bedingungen um 2 eingehalten werden. Das Einstellen auf diesen pH-Wert wird durch Zugabe einer Mineralsälire zur Mischung aus Allylammoniumsalz und Hydrogensulfit erreicht. Entsprechende pH-Wert-Einstellungen sind bisher nicht mit einer α-Halogencarbonsäure vorgenommen worden. Es kann deshalb als ein überraschender Befund angesehen werden, daß beispielsweise der Zusatz von 1 mol Chloressigsäure zu einer Mischung aus 1 mol Allylsulfonat und 2 mol technischer Natriumhydrogensulfitlösung den optimalen Start-pH-Wert um 2 ergibt; also Bedingungen wie sie der obigen Zielstellung entsprechen. Die Reihenfolge des Zusammengebens der Reaktionsteilnehmer ist für den Reaktionsabiruf ohne Bedeutung.The sulfosulfination of an allylsulfonate proceeds according to DD 225992 A1 only with maximum yield of Sulfosulfinierungsprodukt when pH conditions are maintained by 2. Adjustment to this pH is achieved by adding a mineral ore to the mixture of allylammonium salt and hydrogen sulfite. Corresponding pH value settings have not hitherto been carried out with an α-halocarboxylic acid. It can therefore be regarded as a surprising finding that, for example, the addition of 1 mole of chloroacetic acid to a mixture of 1 mole of allylsulfonate and 2 moles of sodium bisulfite technical solution gives the optimum starting pH of 2; ie conditions as they correspond to the above objective. The order of combining the reactants is irrelevant to the reaction call.

In Abhängigkeit von der Qualität der verwendeten Nc triumhydrogensulfitlösung können geringe pH-Wert-Schwankungen auftreten. Sie sind dadurch zu korrigieren, daß entweder eine geringe Menge einer Mineralsäure zugesetzt oder die Reaktion mit einer Teilmenge der Halogencarbonsäure gestartet und die Restmenge der Halogencarbonsäure erst nach dem ersten Roaktionsschritt zugesetzt wird.Depending on the quality of the Nc triumhydrogensulfitlösung used, small pH fluctuations may occur. They are to be corrected by either adding a small amount of a mineral acid or starting the reaction with a partial amount of the halocarboxylic acid and adding the residual amount of the halogenated carboxylic acid only after the first roast step.

Zur so vorbereiteten Startlösung, welche eine Temperatur zwischen 20 bis 30°C haben sollte, wird zur Durchführung des ersten Verfahrensschritts 1 bis 5 Mol-% Peroxodisulfat, bezogen auf das eingesetzte Allylsulfonat, hinzugesetzt, um die Sulfosulfinierungsreaktion auszulösen.For the starting solution prepared in this way, which should have a temperature between 20 and 30 ° C., 1 to 5 mol% peroxodisulfate, based on the allyl sulfonate used, is added to carry out the first process step, in order to trigger the sulfosulfination reaction.

Es hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen, das Peroxodisulfat in zwoi Portionen hinzuzusetzen, um einen möglichst vollständigen Umsatzzu erreichen, wobei meistens Mengen von 2mdl 2 Mol-%, bezogen auf das eingesetzte Allylsulfonat, völlig ausreichend sind. Als Peroxodisulfate sind Natrium-, Kalium- oder Ammoniumperoxodisulfat geeignet, welche entweder als Lösung oder pulverförmig eingesetzt werden können. Die anfänglich fahlgelbe Startlösung färbt sich nach der Peroxodisulfatzugabe rot bis blutrot, hellt sich aber kurz nach Durchlaufen des Temperaturmaximums deutlich auf. Zur Einleitung des zweiten Verfahrensschrittes wird zur reagierenden Lösung eine katalytische Menge eines löslichen Jodids, z. B. Natrium-, Kalium- oder Ammoniumjodid, gegebenenfalls Jodessigsäure, hinzugefügt und solange unter Siedekühlung weiter erwärmt bis in der reagierenden Lösung durch bromatometrische Titration einer Probe kein Sulfinat mehr nachgewiesen werden kann.It has proved to be useful to add the peroxodisulfate in zwoi portions to achieve the fullest possible sales, with mostly amounts of 2mdl 2 mol%, based on the allyl sulfonate, are completely sufficient. Suitable peroxodisulfates are sodium, potassium or ammonium peroxodisulfate, which can be used either as a solution or in powder form. The initially pale yellow starting solution turns red to blood-red after the addition of peroxodisulfate, but clearens shortly after passing through the maximum temperature. To initiate the second process step, a catalytic amount of a soluble iodide, for. For example, sodium, potassium or ammonium iodide, optionally iodoacetic acid, added and as long as under boiling cooling further heated until the reaction solution by bromatometric titration of a sample no sulfinate can be detected.

Bei einer Einsatzmenge von 5 bis 50 mmol Natrium-, Kalium- oder Ammoniumjodid/mol Allylsulfonat werden im Verlaufe von ein bis zwei Stunden vollständige Umsätze erreicht. Während Mengen unter 3 mmol der o.g. Jodide keine katalytische Wirkung mehr erkennen lassen, beschleunigen größero Mengen als 50 mmol die Reaktion weiter; verfärben jedoch später die kristallinen Zielprodukte deutlich.With a starting amount of 5 to 50 mmol of sodium, potassium or ammonium iodide / mol of allylsulfonate complete conversions are achieved over the course of one to two hours. While amounts below 3 mmol of the o.g. Iodides no longer show catalytic activity, larger amounts than 50 mmol accelerate the reaction further; later, however, discolor the crystalline target products significantly.

Wird die Carboxvmethylierung des Sulfosulfinierungsprodukts ohne Jodidzusatz ausgeführt, findet zwar in der Anfangsphase die gewünschte Umsetzung statt, sie verlangsamt sich aber mit fortschreitender Reaktionszeit derart, daß Folgereaktionen nicht ausbleiben und sich dadurch das gewünschte Reaktionsprodukt nicht isolieren läßt, weil auch dieses unter fortwährender thermischer Belastung zersetzt wird.When the carboxymethylation of the sulfosulfination product is carried out without addition of iodide, the desired reaction takes place in the initial phase, but it slows down as the reaction progresses, so that subsequent reactions do not fail to isolate the desired reaction product, since this too decomposes under continuous thermal stress becomes.

Überraschend an diesem zweiten Verfahrensschritt ist ferner die Tatsache, daß sich das Sulfosulfinierungsprodukt des Allylsulfonats, 1,3-Disulfonato-propan-2-sulfinsäure bei niedrigem pH-Wert in der Siedehitze carboxyalkylieren läßt, obwohl bekannt ist (W.Jeblick und W.Bunge in „Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie", Bd.22 [1982], S.315), daß unter solchen Bedingungen - niedriger pH-Wert und hohe Temperaturen - Sulfinsäuren bevorzugt zu Thiosulforisäure-S-ester und Sulfonsäuren disproportionieren.Surprising in this second process step is also the fact that the sulfosulfination product of allylsulfonate, 1,3-disulfonato-propane-2-sulfinic acid can be carboxyalkylated at low pH in the boiling heat, although it is known (W.Jeblick and W.Bunge in "Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie", Vol.22 [1982], p.315) that under such conditions - low pH and high temperatures - sulfinic acids preferentially disproportionate to thiosulforic acid S-esters and sulfonic acids.

Andererseits wurde es nach dem Stand der Technik für notwendig erachtet, a-Sulfonylcarbonsäuren durch Umsetzung der Metallsalze von Sulfinsäu'- ι bzw. (!-Halogencarbonsäuren zu erhalten, wobei Nebenreaktionen, wie die Decarboxylierung des Zielprodukts, nicht in allen Fällen auszuschließen waren.On the other hand, it was considered necessary in the prior art to obtain α-sulfonylcarboxylic acids by reacting the metal salts of sulfinic acid or (!) -Halocarboxylic acids, although side reactions such as decarboxylation of the target product could not be ruled out in all cases.

Demgegenüber gelingt es in einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens den zweiten Syntheseschritt auch separat auszuführen. Dazu kann entweder zu molaren Mengen isolierter 1,3-Disulfonatopropan-2-sulfinsäure und a-Halogencarbonsäure ein Moläquivalent einer Base hinzugefügt oder das Metallsalz der einen Säure mit der jeweils anderen Säure zur Umsetzung gebracht werden.In contrast, in a particular embodiment of the method, it is also possible to carry out the second synthesis step separately. For this purpose, either molar amounts of isolated 1,3-disulfonatopropane-2-sulfinic acid and α-halocarboxylic acid may be added to one mole equivalent of a base or the metal salt of one acid may be reacted with the other acid.

Die so erhaltenon Reaktionsprodukte sind mit jenen, welche nach dem zweistufigen Syntheseverfahren gewonnen werden, identisch. Dieser Weg bietet keinen prinzipiellen Verfahrensvorteil, da die dafür notwendigen Ausgangs-Sulf inate erst aus den Allylsulfonaten hergestellt werden müssen.The reaction products thus obtained are identical to those obtained by the two-step synthesis method. This route offers no principal advantage in terms of process, since the necessary starting sulfonates must first be prepared from the allyl sulfonates.

Gegenüber der Aibeitsweise des Standes der Technik werden jedoch in vorteilhafterweise direkt die freien a-Sulfonylcarbonsäuren erhalten, wodurch erst das Neutralisieren und nach erfolgter Umsetzung das freisetzen der Carbonsäurefunktion vermieden wird. Bei dieser Verfahrensweise werden darüber hinaus Nebenreaktionen verhindert, weshalb sie als wesentlich wirtschaftlicher angesehen werden muß.Compared to the Aibeitsweise of the prior art, however, the free a-sulfonylcarboxylic acids are advantageously obtained directly, whereby only the neutralization and after the reaction, the release of the carboxylic acid function is avoided. In addition, side reactions are prevented in this procedure, which is why it must be regarded as much more economical.

Zusammenfassend besteht der Vorteil der Erfindung in einer einfachen Synthese, welche ohne die Isolierung von Zwischenprodukten, die bisher unbekannten 2-Carboxymethylsulfonylmothyl-propan-1,3-disulfonate der allgemeinen Formel (I) aus Allylsulfonaten direkt zugänglich macht. Als Ausgangsstoffe werden im technischen Maßstab verfügbare Zwischenprodukte genutzt, die mit einfachen Mitteln in kurzen Reaktionszeiten zur Umsetzung gebracht werden können. Die Erfindung soll durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert werden.In summary, the advantage of the invention in a simple synthesis, which makes directly accessible without the isolation of intermediates, the previously unknown 2-carboxymethylsulfonylmothyl-propane-1,3-disulfonates of the general formula (I) of allylsulfonates. The starting materials used are intermediates which are available on an industrial scale and which can be reacted with simple means in short reaction times. The invention will be explained in more detail by the following examples.

AusführungsbelspleleAusführungsbelsplele Beispiel 1example 1

Dinatrium^-carboxymethylsulfonyl-propan-I.S-disulfonatDisodium ^ -carboxymethylsulfonyl-propane-I.S-disulfonate

a) In einem 1,51 Sulfiorkolben, der mit einem Rührer, Thermometer, Rückflußkühler sowie einer Heizquelle ausgerüstet ist, werden 200g (1 mol) 72%iges technisches Natriumallylsulfonat-Pulver mit einem Gehalt an 25% Natriumchloiid und 3% Natriumsulfat, 539g (2,02 mol) 39%ige technische Natriumhydrogensulfitlösung sowie 118,1 g (1 mol) 80%ige wäßrige Chloressigsäurelösung vorgelegt und unter Rühren miteinander vermischt.a) 200 g (1 mol) of 72% technical grade sodium allysulfonate powder containing 25% sodium chloride and 3% sodium sulfate, 539 g (1), in a 1.51 spirit flask fitted with a stirrer, thermometer, reflux condenser and a heating source. 2.02 mol) of 39% technical sodium hydrogen sulfite solution and 118.1 g (1 mol) of 80% aqueous solution of chloroacetic acid and mixed with stirring.

Man erhält eine zitronengelbe, völlig homogene Lösung vom pH 2,15, die sich bereits beim Lösen des Natriumallylsulfonats von Raumtemperatur auf 310C erwärmt. Man fügt nun zunächst 4,56g (2 Mol-%) Ammoniumperoxodisulfat und etwa 30 Sekunden später nochmals 2 Mol-% Ammoniumperoxidisulfat hinzu, wodurch die Umsetzung ausgelöst wird. Bereits nach einer Minute wird das Reaktionstemperaturmaximum von 65'C erreicht. Zur inzwischen blt.troten, klar durchsichtigen Reaktionslösung (die Rotfärbung wird durch Eisen-(lll)-1,3-disulfonato-2-sulfinatopropan hervorgerufen, welches aus dem Reaktionszwischenprodukt, 1 ,S-Disulfonato^-sulfinato-propan, sowie den in der verwendeten technischen Hydrogensulfitlösung vorhandenen Eigensalzspuren entsteht) wird 1,05g (7 mmol) Natriumjodid hinzugefügt und solange (2 Stunden) zum Rückfluß auf 1100C erwärmt bis der Gehalt des Zwischenproduktes, 1 ,S-Disulfonato^-sulfinato-propan, auf Null abgefallen ist. Die Prüfung des Sulfinat-Gehalts erfolgt durch bromatometrische Titration einer Probe der Reaktionslösung.This gives a lemon yellow, completely homogeneous solution of pH 2.15, which is already on dissolution of the sodium allylsulfonate from room temperature to 31 0 C heated. First, 4.56 g (2 mol%) of ammonium peroxodisulfate are added and, another 30 seconds later, another 2 mol% of ammonium peroxydisulfate are added, which triggers the reaction. After only one minute, the reaction temperature maximum of 65'C is reached. To the now blt.troten, clear transparent reaction solution (the red color is caused by iron (lll) -1,3-disulfonato-2-sulfinatopropan, which consists of the reaction intermediate, 1, S-Disulfonato ^ -sulfinato-propane, and the in the technical hydrogen sulfite existing auto salt traces used arises) is added 1.05 g (7 mmol) of sodium iodide and until (2 hours) warmed to reflux at 110 0 C until the content of the intermediate product, 1, S-disulphonato ^ -sulfinato-propane, to zero has fallen off. The sulfinate content is tested by bromatometric titration of a sample of the reaction solution.

Die inzwischen bernsteinfarbene Roaktionslösung enthält das Zielprodukt; die Umsetzung ist quantitativ. Eine Probe der Reaktionslösung oder eine durch Aufbewahren der Reaktionslösung im Kühlschrank isolierte sowia aus Wasser umkristeHisierte, kristalline Probe von Dinatrium^-carboxymethylsulfonyl-propan-I.S-disulfonat (F: 229-23ΓΟ zeigen ein identisches "C-NMR-Spektrum (H2O, externer Standard Tetramothylsilan -TMS, δ = 0,0ppm). Die Zahlenangaben an den Atomsymbolen entsprechen den chemischen Verschiebungen der Signale in ppm:The now amber roaction solution contains the target product; the implementation is quantitative. A sample of the reaction solution or a sample of disodium-carboxymethylsulfonyl-propane-IS-disulfonate isolated by storage of the reaction solution in the refrigerator and thus recrystallized from water (F: 229-23ΓΟ show an identical C-NMR spectrum (H 2 O , external standard tetramothylsilane -TMS, δ = 0.0ppm.) The numbers on the atomic symbols correspond to the chemical shifts of the signals in ppm:

49,6 49,6 53,849.6 49.6 53.8

168.2 59,3168.2 59.3

Demgegenüber zeigt ein in D2O aufgenommenes 13C-NMR-Spektrum, daß die Methylengruppe zwischen der Carboxyl- und Sulfongruppe einen ausgeprägten CH-aciden Charakter besitzt, was durch eine starke Intensitätsverringerung des Signals bei 59,3ppm infolge H/D-Austauschs erkennbar ist.On the other hand, a 13 C-NMR spectrum recorded in D 2 O shows that the methylene group between the carboxyl and sulfone groups has a pronounced CH-acidic character, which can be seen by a strong reduction in the intensity of the signal at 59.3 ppm due to H / D exchange is.

b) In einem 75ü in! Sulfierkolben, der mit einem Rührer, Thermometer, Rückfhßkühler sowie einer Heizquelle ausgerüstet ist, wurden 388,3g (1 mol) Trinatrium-I.S-sulfonato^-sulfinatopropan-trihydrat, hergestellt aus Natriumallylsulfonat und Natriumhydrogensulfit nach DD 225991 A1, Beispiel 1 b, 118,1 g (1 mol) 80%ige wäßrige Chloressigsäure, 1,8g (12 mmol) Natriumjodid und 170g Wasser vorgelegt, unter Rühren miteinander vermischt und erwärmt. Der dicke Brei löst sich nach Erreichen der Siedetemperatur (113T) auf. Bereits 15 Minuten später läßt sich in der praktisch farblosen Lösung das Ausgangssulfinat bromatometrisch nicht mehr nachweisen; d. h. die Umsetzung ist beendet. Bereits beim Abkühlen der Reaktionslösung beginnt das Zielprodukt zu kristallisieren und kann in über 90%iger Ausbeute in kristalliner Form isoliert werden.b) In a 75ü in! Sulfier flask equipped with a stirrer, thermometer, Rückfhßkühler and a heat source, 388.3 g (1 mol) of trisodium-IS-sulfonato ^ -sulfinatopropan trihydrate, prepared from sodium allylsulfonate and sodium bisulfite according to DD 225991 A1, Example 1 b, 118th , 1 g (1 mol) of 80% aqueous chloroacetic acid, 1.8 g (12 mmol) of sodium iodide and 170 g of water, mixed with stirring and heated. The thick pulp dissolves after reaching the boiling point (113T). Already 15 minutes later, the starting sulfinate can no longer be detected bromatometrically in the virtually colorless solution; d. H. the implementation is over. Already on cooling the reaction solution, the target product begins to crystallize and can be isolated in over 90% yield in crystalline form.

Das 13C-NMR-Spektrum des erhaltenen kristallinen Produkts ist mit dem nach Beispiel 1 a hergestellten Produkt völlig identisch.The 13 C-NMR spectrum of the resulting crystalline product is completely identical to the product prepared according to Example 1 a.

Beispiel 2Example 2

Dinatrium-2-(1'-carboxyethvlsulfonyl)-propan-1,3-disulfonatDisodium 2- (1'-carboxyethvlsulfonyl) propane-1,3-disulfonate

Man verfährt wie im Beispiel 1 beschrieben, setzt jedoch anstelle von Chloressigsäure 2-Brompropionsäure und 5,1g (34 mmol) Natriumiodid zur Umsetzung ein. Beide Verfahrensvarianten a) und b) liefern identische Reaktionsprodukte, die sich nach längerer Standzeit aus der Reaktionslösung kristallin abscheiden. Durch Alkoholwäsche der isolierten Substanz werden weiße Kristalle erhalten;The procedure is as described in Example 1, but instead of chloroacetic acid, 2-bromopropionic acid and 5.1 g (34 mmol) of sodium iodide are used for the reaction. Both process variants a) and b) provide identical reaction products which precipitate out of the reaction solution in crystalline form after a relatively long service life. Alcohol wash of the isolated substance gives white crystals;

"C-NMR-Spektrum (D2O; externer Standard TMS; δ = 0,0ppm):"C-NMR spectrum (D 2 O; external standard TMS; δ = 0.0 ppm):

50,2 49,3 57,650.2 49.3 57.6

MaO3SMaO 3 p

170,9170.9

11,6 Die-CH2SO?Na-Gruppen sind nicht äquivalent, wodurch Signalverdopplung (49,3 bzw. 50,2ppm) auftritt.11.6 The -CH 2 SO? Na groups are not equivalent, causing signal doubling (49.3 and 50.2 ppm, respectively).

Beispiel 3Example 3

Dinatrium^-M'-carboxypropylsulfonyD-propan-I.S-disulfonatDisodium ^ -M 'carboxypropylsulfonyD-propane-I.S-disulfonate

Man verfährt wie in Beispiel 1 beschrieben, setzt jedoch anstelle von Chloressigsäure 2-Brombuttersäure und 7,5g (50 mmol) Natriumjodid zur Umsetzung ein. Beide Verfahre isvarianten a) und b) liefern identische Reaktionsprodukte, die sich nach längerer Standzeit, chneller nach Einengen, aus der Reaktionslösung kristallin abscheiden. Durch Alkoholwäsche der isolierten Substanz worden weiße Kristalle ( halten.The procedure is as described in Example 1, but instead of chloroacetic acid, 2-bromobutyric acid and 7.5 g (50 mmol) of sodium iodide are used for the reaction. Both variants a) and b) provide identical reaction products which precipitate out of the reaction solution in crystalline form after a relatively long service life, faster after concentration. By alcoholic washing of the isolated substance have been white crystals (hold.

13C-NMR-Spektrum (D2O; externer Standard TMS; δ = O.Oppm): 13 C-NMR spectrum (D 2 O, external standard TMS, δ = O.Oppm):

49,9 49,9 57,849.9 49.9 57.8

WaO3SWaO 3 S

18,9; 21,018.9; 21.0

CO9H 170,4CO 9 H 170.4

12,512.5

Claims (2)

Patentansprüche:claims: 1. Verfahren zur Herstellung von1. Process for the preparation of 2-Carboxymethylsulfonyl-propan-1,3-disulfonaten der allgemeinen Formel (I),2-carboxymethylsulfonyl-propane-1,3-disulfonates of the general formula (I) MO3S'MO 3 S ' »SOgM"SOgM O2SO 2 S (I)(I)
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