DE2001017C3

DE2001017C3 - 3,4-Dihydro-1,23-oxathiazin-4on-2,2-dioxide, ihre Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE2001017C3
Application number: DE2001017A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr. 6241 Eppenhain Clauss; Harald Dr. 6000 Frankfurt Jensen
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1970-01-10
Filing date: 1970-01-10
Publication date: 1978-05-18
Also published as: GB1340911A; US3689486A; ZA71120B; DE2001017A1; DE2001017B2

Description

CH - C

O=C

R,

N-SO₂F
H

in der Ri und R2 die in Anspruch 1 genannten Bedeutungen haben, in Gegenwart von Wasser mit Basen versetzt, so daß die Mischung einen pH von 5—12 erreicht, und das Oxathiazinon aus der Lösung nach an sich bekannten Verfahren abtrennt.

10. Verwendung von Verbindungen nach Anspruch 1 als Süßstoffe.

Verfahren dargestellt, die dadurch gekennzeichnet sind, daß man entweder

A) Ketone der allgemeinen Formel
R₁-CH₂-CO-R₂

in der Ri und R₂ die vorgenannte Bedeutung besitzen, mit Fluorsulfonylisocyanat

F-SO₂-N=C = O

(im folgenden als FSI bezeichnet) umsetzt, die gebildeten /J-Ketocarbonsäureamid-N-sulfofluoride mit Wasser unter Zusatz von Basen bei pH 5—12 behandelt und die Oxathiazinone aus der Lösung isoliert;
B) ^-Ketocarbonsäure der allgemeinen Formel

R₁

HOOC-CH-CO-R₂

in der Ri und R₂ die unter A) aufgeführten Bedet'tungen haben, mit FSI umsetzt, die unter CO₂-Abspaltung gebildeten ß-Ketocprbonsäureamid-N-sulfofluoride mit Wasser unter Zusatz von Basen bei pH 5—12 behandelt und die Oxathiazinone aus der Lösung isoliert, oder
C) /?-Diketone der allgemeinen Formel

R₃-CO-CH₂-CO-R₂

Die vorliegende Anmeldung betrifft neue Verbindungen, die sich von dem bisher unbekannten Ringsystem des 3,4-Dihydro-l,2,3-oxathiazin-4-ons ableiten, deren Natrium-, Kalium- oder Calciumsalze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung als Süßstoffe.

Die neuen Verbindungen entsprechen der allgemeinen Formel in der R₂ die vorstehend genannte Bedeutung hat und R₃ einen Alkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen darstellt, mit FSI umsetzt, die gebildeten <x-[N-Fluorsulfony!carbamoyl]-/?-diketone mit Wasser unter Zusatz von Basen bei pH 7 — 14 behandelt und das Oxathiazinon der allgemeinen Formel 1

Ri R₂

Ci f
^- it

O C₄

¹O

N-- -S

/ // \ H O O

in der R, Wasserstoff oder eine gegebenenfalls ver/.weigte Alkylgnippe mit 1 bis 4 C-Atomen und R.. eine gegebenenfalls verzweigte Mkjlgvuppe 'Hit I bis 4 C-Atomen bedeutet. Der Anspruch uiiif il¹-: auch die von diesen 3,4-Dihvdro 1,2, s-ovithia/in-4 on-2.2-dio\iden abgeleiteten Natrium-. K a I ium- und C ak'iums. 1 l/e.

Die vorstehend n.iliei· bezeichneten MibstiuiieMen i.4-Dih\dro 1.2. S o\,itlii,i/inone werden nach neuen CH - C

/ C) - C^- O

NH- SO₂

R.,-C=--O R₂

C C

O C O

Nil SO,

(I)

(II)

gegebenenfalls in Begleitung einer Teilmenge der

nicht entacylierten Vorstufe der allgemeinen Formel II abtrennt;

D) Alkine der allgemeinen Formel
R₁-C = C-R₂

in der Ri wiederum die btreits genannte Bedeutung besitzt und R₂ einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, mit 2 Mol FSI reagieren läßt, die erstehenden Uracilderivate der allgemeinen Formel

C - C

O- C N-SO₂F

/ N-- C

FSO,

mit Wasser behandelt, das sich bildende /J-Ketocarbonsäureamid-N-sulfofluorid der allgemeinen Formel

Die neuen Verbindungen sind thermisch und chemisch stabile kristalline Substanzen, die sich in den gebräuchlichen organischen Lösungsmitteln und auch in Wasser lösen. Sie sind starke einbasische Säuren — auch die wasserunlöslichen Vertreter lösen sich in verdünnten wäßrigen Laugen — und bilden stabile Salze mit organischen und anorganischen Basen. Die Salze mit Natrium, Kalium, Calcium sind thermisch sehr stabile Verbindungen mit Schmelzpunkten oberhalb 250", die sich mit neutraler Reaktion leicht in V/asser lösen.

Die neuen Verbindungen zeigen sowohl in Form der freien Säuren als auch ihrer neutralen Natrium-, Kalium- und Calciumsalze einen süßen Geschmack. Einige dieser Körper zeichnen sich durch eine besonders reine Süße is ohne jeden metallischen oder bitteren Nachgeschmack aus. Diese bevorzugten Verbindungen sind das 6-Methyl- und das S.ö-Dimethyl-S^-dihydro-l^.S-oxathiazin-4-on-2,2-dioxid, sowie das 5-Äthyl-6-methyl-Analoge. Da die freien Säuren infolge ihrer Acidität nicht immer geeignet sind, dienen als Süßstoff die Natrium-, Kalium- und Calciumsalze; deren relative Süße (bezogen auf Rohrzucker in 4%iger wäßriger Lösung) geht aus der nachstehenden Tabelle hervor:

,, Tabelle

Relative Sütöe von Salzen der 3.4-I)ihydm-1.2.3-oxathia/in-4-onc

R,

CH — C

O - C

NH — SO₂F

mit Wasser unter Zusatz von Basen bei pH 5—12 reagieren läßt und das Oxathiazinon aus der Lösung abtrennt, oder

E) das nach einem der vorstehend genannten Verfahren A bis D dargestellte jÜ-Ketocarbonsäureamid-N-sulfofluorid der allgemeinen Formel

O C

(H C

Nil SO, F

in der Ri und K- die obengenannten Bedeutungen haben, in Gegenwart von Wasser mil Basen versetzt, so daß die Mischung einen pH von 5—12 erreicht, und das Oxalhiazinon aus der Lösung nach an sich bekannten Verfahren abtrennt.

	κ.	Sill/	Relative SLiHc. be/ogen
			iiul Rohrzucker in
			■4'/..iger wiiüriger Lösung
η	cn,	Na	130
^ Il	CII,	K	130
π	cn,	Ca	130
CH,	cn,	Na	130
II	cn.	Na	150
4° CH,	C₂II,	Na	130
CH,	cn,	Na	250
H	n-Cjll,,	Na	30
n-c,n₇	CII,	Na	30
^ n-CII,	cn,	Na	50
CII,	n-CII,	Na	70

Das K- oder Ca-SaIz des 6-Methylderivats ist etwa 4mal süßer als Cyclamat und hebt sich in der Verkostung verschiedener Zubereitungen und Säfte in der Reinheit des Süßgeschmacks von den übrigen Derivaten besonders ab. Auch die hohe Wasserlöslichkeit bietet für die Anwendung Vorteile, da die meisten synthetischen Süßstoffe in Wasser nur unbefriedigend löslich sind.

Die neuen Verbindungen sind als praktisch ungiftig einzustufen. Ihr Süßgeschmack ist außerordentlich bemerkenswert und überraschend, da schon eine geringfügige funktionelle Abwandlung des Dihydrooxathiazinon-Systems zum teilweise völligen Verlust des Süßgeschmacks führt.

Die Herstellung der neuen Oxathiazinondcrivatc verläuft über die Zwischenstufe der substituierten /J-Ketocarbonsäureamid-N-sulfofluoride. Diese werden entweder als reine Verbindungen oder in Form der bei ihrer Synthese angefallenen Rnaktionsmischungen in Gegenwart von Wasser durch Basen in die Oxathiazino-

R₁ R,

CH C

O -C O 4 OH

N SO₂ I

ne umgewandelt, wie folgende Gleichung veranschaulicht: R₁

R,

C OH + H₂O

N- SO₂ F

OH

Diese Reaktion ist überraschend, da die sonst kaum hydrolysierbare S—F-Bindung bereits bei wenig erhöhter Temperatur und in der Nähe des Neutralpunktes gelöst wird.

Die primär gebildeten Anionen der /?-Ketocarbonamid-N-sulfofluoride lösen sich im wäßrigen Reaktionsmedium. Auch nach der sich anschließenden Cyclisierung bleiben die Oxathiazinone als Salze im Reaktionsmilieu gelöst, sofern man Basen mit geeigneten Kationen verwendet.

Gemäß der Reaktionsgleichung sind 2 Äquivalente Base pro Mol /J-Ketocarbonamid-N-sulfofluorid erforderlich. Ein Überschuß an Base schadet wegen der Beständigkeit des Oxathiazinonrings gegen alkalische Hydrolyse nicht.

Die Natur der verwendeten Base kann in weiten Grenzen variieren. Erforderlich ist nur, daß sie hinreichend basisch und wasserlöslich ist, um dem Gemisch einen pH zwischen 5 und 12, vorzugsweise 7—9 zu verleihen. Besonders bevorzugt werden die wäßrigen Alkalilaugen wie Natron- oder Kalilauge, doch können z. B. Sodalösung, Natriumbicarbonat, Kalkmilch, Ammoniak oder wasserlösliche organische Basen wie Alkylamine, Triäthanolamin oder Pyridin ebenfalls verwendet werden. Die Base kann vorgelegt oder dem Verseifungsansatz während der Reaktion zugesetzt werden. Bevorzugt wird Vorlegen der halben benötigten Basenmenge und Zuführung der restlichen Hälfte nach Maßgabe des Ablaufs der Cyclisierung, d .h. unter Einhaltung eines pH von 5—12, vorzugsweise 7-9.

Obwohl der Ablauf der Reaktion in wäßriger Lösung eine bevorzugte Ausführungsform ist, ist die Anwesenheit von mit Wasser mischbaren oder nicht mischbaren Lösungs- und Verdünnungsmitteln nicht störend. Sie

CH₂-CO

C - C

O C O + F

/
N ~ SO₂ + H₂O

wird sogar zu einer anderen bevorzugten Ausführungsform, wenn das jS-Ketocarbonamid-N-sulfofluorid nicht in reiner isolierter Form eingesetzt wird, sondern in Gestalt der bei seiner Darstellung angefallenen Reaktionsmischung. Auch aus mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln wandert das Anion des ß-Ketocarbonamid-N-sulfofluorids in die wäßrige Schicht.

Die Verseifung und Ringbildung verläuft zwischen + 5 und +85° C rasch und vollständig. Bevorzugt werden Temperaturen zwischen +20° und +5O⁰C. Die optimale Temperatur hinsichtlich Reaktionsgeschwindigkeit und Wärmeaufwand schwankt etwas in Abhängigkeit von den Substituenten Ri und R₂.

Die Isolierung der Oxathiazone aus der anfallenden wäßrigen Lösung ihrer Salze erfolgt nach üblichen Verfahren. Sie werden nach dem Ansäuern aus der wäßrigen Phase mit üblichen Extraktionsmitteln wie Chlorkohlenwasserstoffen, Äthern oder Estern extrahiert und durch Umkristallisieren gereinigt Sie lassen sich sogar im Vakuum destillieren.

Die Gewinnung der Oxathiazinone aus isoliertem ß-Ketocarbonamid-N-sulfofluorid ist vor allem bei uneinheitlichem Reaktionsablauf wertvoll. Aus wirtschaftlichen Gründen wird man jedoch auf die intermediäre Isolierung des /J-Ketoncarbonamid-N-sulfofluorids und seine gesonderte Verseifung in der Regel verzichten. Bevorzugt werden die nach einem der Verfahren A bis D entstandenen rohen Reaktionsmischungen sofort verseift, wobei für den Hydrolysenschritt das vorstehend Gesagte gültig bleibt.

Geht man gemäß Verfahren A von Ketonen und FSl aus, so benötigt man die Komponenten gemäß der Gleichung

CH-C

O=C

O = C

\ Base

r\

R,

-C

— SO, F N- SO,
H

N-SO, F

im Molverhältnis 1:1. Es ist aber oft vorteilhaft das Keton zugleich als Verdünnungsmittel zu benutzen und

20 Ol 017

to

im 1,1- bis lOfachen, vorzugsweise 2- bis 5fachen molaren Überschuß einzusetzen. Doch eignen sich auch andere, gegen FSl inerte Flüssigkeiten wie Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasserstoffe oder Äther als Verdünnungsmittel. Die Reaktion läuft je nach den Substituenten Ri und R2 bei Temperaturen von - 30" bis + 95⁰C innerhalb einiger Stunden ab. Bevorzugt werden Temperaturen von +20° bis +70° eingehalten. Wegen der Empfindlichkeit des FSI gegenüber Wasser sollte Feuchtigkeit weitgehend ausgeschlossen werden. Der Ablauf der Reaktion kann am Verschwinden der Isocyanat-Bandc des FSI im IR bei 4,4 μ verfolgt werden.

Das FSl greift ausschließlich die a-CHj-Gruppe neben der Carbonylgruppe an. Gibt es nur eine solche wie in Methylketonen, entsteht ein einheitliches Produkt. Einheitlich reagieren auch symmetrische Ketone, da sie nur ein Mol FSI addieren. In allen anderen Fällen entstehen Gemische zweier Isomerer, die der Anspruch mit umfaßt.

Bisweilen fällt das gebildete jJ-Ketocarbonamid-N-suifofluorid aus der Rohmischung aus und kann abgesaugt werden. In der Regel aber versetzt man die gesamte Rohmischung mit überschüssigem Wasser, neutralisiert den Ansatz mit einer der vorstehend genannten Basen, z. B. Natronlauge, und führt durch Zugabe weiterer Base die Verseifung bei pH 5—12, vorzugsweise pH 7 —9, zum Oxathiazinon zu Ende.

Geht man gemäß dem Verfahren B von FSl und freien ß-Ketocarbonsäuren aus, so verläuft die Reaktion nach der Bruttogleichung:

R₁

CH — CO

HOCC)

CO

-CO,

	— C	/ ²	F	Base	o-	N	C	\	O
CH		/		►		H
		\					/
		O				SO
	SO,
N-
H
		= c'



\
\ c ----=■
/

\ \

O C=N-SO₂F

Wegen der Empfindlichkeit der ß-Ketosäuren ist es zweckmäßig, die exotherme Umsetzung in inerten Lösungsmitteln, z. B. Äthern, auszuführen. Die günstigste Reaktionstemperatur liegt bei -20° bis +10° C. Das Fortschreiten der Reaktion ist an der IR-Bande des FSl bei 4,4 μ zu verfolgen. Bedingt durch die Schwierigkeiten beim Trocknen der Ketocarbonsäuren wird man das FSl bevorzugt in geringem molaren Überschuß anwenden.

Die ausreagierte Mischung wird anschließend, ggf.

nach vorheriger Isolierung des jS-Ketocarbonsäureamid-N-sulfofluorids, mit Wasser unter Zusatz einer Base bei pH 5—12, vorzugsweise pH 7 — 9, zum Oxathiazinon verseift.

Geht man nach dem Verfahren C zur Darstellung der Oxathiazinone von /?-Diketonen und FSI aus, so bilden sich auch hier die jS-Ketocarbonsäure-N-suifofluoride. Deren Verseifung kann aber zu zwei verschiedenen Produkten führen, die die nachstehende Gleichung erläutert.

CH =-■ C

R₃-CO

CH,-C

R₃CO

—► O =

N SO₂ +R₃COOH

CH-C

O Base

N-SO₂F H

O=C

R₃CO,

N-SO₂F

C=C

O=C

Die Anlagerung des FSI an das Diketon erfolgt exotherm und wird durch Verdünnung mit inerten Lösungsmitteln, Kühlen und ggf. allmähliche Zugabe des FSI zur Carbonylverbindung im günstigsten Temperaturbereich von +10° bis +50° gehalten.

N SO₂

Die bei der anschließenden Verseifung mit Wasser und 3 Mol Base bei pH 7—14 beobachtete Abspaltung der Säure R₃COOH entspricht der Säurespaltung der ß-Dicarbonylverbindungen. Sie tritt meist vollständig ein. In anderen Fällen erhält man neben dem

ösubstituierten Oxathiazinon zugleich dessen 5-AcyIderivat. Im Bedarfsfall können die beiden Produkte z. B. durch fraktionierte Kristallisation voneinander getrennt werden.

OC

-t-N C(

SO,F

N-SO₇F

Nach dem Verfahren D erhält man die Oxathiazone nach dem Reaktionsschema aus Acetylenderivaten mit 2 Äquivalenten FSI über Ri-C = C-R₂

C-C

OC

N-:

N CO

SO₂F

R,

CH — C

NH-SO₂F

Base

CO₂

H₂N--SO₂F

R,

C = C

SO₂

die Stufe der Uracil-N.N'-disulfofluoride. Diese neue Verbindungsklassfc entsteht langsam beim Vereinigen der Komponenten in inerten Lösungsmitteln wie z. B. Chlorkohlenwasserstoffen oder Acetonitril. Die Reaktion wird vorzugsweise zwischen +10° und +50⁰C ausgeführt und läuft innerhalb einiger Tage ab. Die Uracil-N,N'-disulfofluoride sind im Gegensatz zu anderen Uracilderivaten hydrolysenanfällig und reagieren im sauren Bereich mit Wasser zu CO2, Amidosulfofluorid und jS-Ketocarbonsäureamid-N-sulfofluoriden. Deren Verseifung liefert dann bei Einwirkung von Wasser unter Zugabe von Basen bei pH 5—12, vorzugsweise 7—9, die Oxathiazone. Die Hydrolyse kann vorteilhaft auch so geführt werden, daß das Uracil in Gegenwart von Wasser und zweckmäßig in Anwesenheit von Lösungsvermittlern wie Äthern, Ketonen oder Estern allmählich mit der Base versetzt wird. Der bevorzugte Temperaturbereich für die Hydrolyse liegt zwischen +10° und +40⁰C Aus dem Hydrolysat wird das Oxathiazinon in herkömmlicher Weise gewonnen.

Die in den nachfolgenden Beispielen enthaltenen Temperaturangeben sind °C

Beispiel 1

2^-dioxid

a) Zu 8,2 g (78 mMol) L Vak. dest Acetessigsäure, verdünnt mit 25 ml trock. Äther, tropft man bei 0" eine Lösung von 7,0 ml (88 mMol) Fhiorsulfonylisocyanat in 10 ml absoL Äther. Nach Abdestillieren des Äthers

erhält man 19 g gelbliches öl. Man löst in 20 ml Wasser und tropft bei 35—40° 60 ml 4 n-NaOH zu. Nach Abkühlen und Ansäuern mit 25 ml konz. HCl äthert man aus und gewinnt so 7,0 g farblose Nadeln, die nach Umkristallisieren aus Chloroform oder Benzol bei 123—123,5° schmelzen. Die Ausbeute an 3,4-Dihydro-6-methyl-l,2,3-oxathiazin-4-on-2,2-dioxid beträgt 55% d.Th.

C₄H₅NO₄S (163,2):

Ber.: C 29,4, H 3,1, N 8,6, S 19,7;
gef.: C 29,3, H 3,3, N 8,4, S 19,4.

Mol-Gew.: 163 (Massenspektrum).

IR-Spektrum (CH₂Cl₂):

3.05 μ(NH), 5,83 u. 5,93 μ (C = O),

6.06 μ (C = C), 7,1 u. 8,3 μ (SO₂).

b) Bei 30—40° tropft man unter Rühren 80 ml (1 Mol) Fluorsulfonylisocyanat in 300 ml trockenes Aceton.

Nach Beendigung der Reaktion (IR-Kontrolle) destilliert man überschüssiges Aceton i. Vak. ab und löst den orangefarbenen Rückstand in 400 ml Eiswasser. Anschließend tropft man 200 ml 10,7 n-NaOH zu und läßt 2

Stunden stehen. Ansäuern mit 150 ml konz. HCl und

anschließendes Extrahieren mit Äther liefert 22 g (0,135MoI) farblose verfilzte Nadeln von Fp.

123—123,5°. Ausbeute: 13%.

Die physikalischen Daten sind mit den unter a)

beschriebenen völlig identisch.

c) Zu einer Lösung von 103 ml (1 Mol) Acetylaceton in 200 ml abs. Äther tropft man unter Rühren bei 30—32° 80 ml (1 Mol) Fluorsulfonylisocyanat Der anfallende

gelbliche Kristallbrei liefert 185 g (84%) gelbliche Kristalle vom Fp. 112-113° u. Z.

C₆H₈FNO₅S (225,2):

Ber.: C 32,0, H 3,6, F 8,5, N 6,2, S 14,2; gef.: C 32,2, H 3,6, F 8,3, N 6,3, S 14,2.

Man suspendiert die erhaltenen Kristalle in 500 ml Wasser, läßt langsam 250 ml 10,7 n-NaOH zulaufen und dann 1 Stunde stehen. Anschließend säuert man mit 250 ml konz. HCl an und extrahiert erschöpfend mit Methylenchlorid. Man erhält 65 g (0,4 Mol) feine farblose Nadeln vom Fp. 123—124°, die nach Analyse, Molgewicht, NMR-Spektrum, Massenspektrum und Mischschmelzpunkt mit der unter a) beschriebenen Substanz identisch sind. Ausbeute 40% d. Th.

Beispiel 2

2,2-dioxid

Eine Mischung aus 500 ml trock. Methylenchlorid, 160 ml (2,0 Mol) FEI und 115 ml (1,0 Mol) Hexin-1 läßt man 3 Wochen bei Raumtemperatur stehen und desnilliert dann das Methylenchlorid i. Vak. ab. Den öligen Rückstand kristallisiert man aus 200 ml absol. Isopropyläther bei -70° und erhält 92 g (28%) farblose Nadeln vom Fp. 46—47°.

Ber.: C 28,9, H 3,0, F 11,4, N 8,4, S 19,3; gef.: C 29,1, H 3,0, F 11,6, N 8,4, S 19,2.

Mol.-Gew.: 332 (Massenspektrum). I R-Spektrum (CH₂Cl₂):

6,05 μ (C = C).

33 g des vorstehend erhaltenen 6-n-Butyl-uracil-N,N-disulfofluorids (0,1 Mol) rührt man bei Raumtemperatur mit 200 ml Äther und 50 ml Wasser und tropft in 20 Min. 100 ml 4 n-NaOH zu. Die stark alkalische Mischung läßt man 2 Stunden stehen, säuert dann mit 50 ml konz. HCl an und extrahiert mit Äther 13 g gelbliche Kristalle, die sich aus Propylchlorid gut Umkristallisieren lassen und dann Fp. 62-63° zeigen. Ausb.: 10 g oder 48% d.Th. (bei Verseifung).

C₇H_nNO₄S (205,2):

Ber.: C 41,0, H 5,4, N 6,8, S 15,6; gef.: C 40,8, H 53, N 6,9, S 15,7.

MoL-Gew.: 205 (Massenspektrum).

IR-Spektrum (CH₂Cl₂): 3,05 μ (NH), 5,84 u. 5,95 μ (C = O), 6,1 μ (C = Q, 7,2 und 835 μ (SO₂).

Beispiel 3

y^ 2,2-dioxid

a) 100 ml (1,2 Mol) Butin-2 und 160 ml (2 Mol) Fluorsulfonylisocyanat läßt man in 300 ml trockenem Methylenchlorid 3 Tage bei 30—35° reagieren. Nach Einengen und Auskristallisieren bei -70° isoliert man 253 g = 83% 43-Dimethyluracil-N,N-disulfofIuorid als farblose grobe Kristalle vom Fp. 108°. Sie lassen sich aus

Methylenchlorid Umkristallisieren und im Hochvak. sublimieren.

CH_bF₂N₂O₆S₂(304,3):

> Ber.: C 23,7, H 2,0, F 12,5. N 9,2, S 21,0; gef.: C 23,9, H 2,1, F 12,7, N 9,2, S 21,0.

Mol.-Gew.: 304 (Massenspektrum).

IR-Spektrum (CH₂CI₂):
ο 5,6 und 5,72 μ (C = O),
6,05 μ (C = C).

103 g (0,34 Mol) ^S-Dimethyluracil-N.N-disulfofluorid werden in 500 ml Äther und 200 ml Wasser

is suspendiert und innerhalb von 2 Stunden bei 25—35° nach und nach unter guter Rührung mit 280 ml 5 n-NaOH versetzt. Man läßt 1 Std. weiterrühren und fügt dann 200 ml konz. HCl zu. Abtrennen und mehrfaches Extrahieren mit Äther ergibt 55 g (0,31 Mol)

ίο oder 91% d.Th. S^-Dihydro-S.ö-dimethyl-l^.S-oxathiazin-4-on-2,2-dioxid vom Fp. 108,5°. Die Substanz läßt sich i. Vak. sublimieren oder aus wenig Wasser bzw. Benzol/Cyclohexan Umkristallisieren.

;s C₅H₇NO₄S (177,2):

Ben: C 33,9, H 3,95, N 7,9, S 18,1; gef.: C 33,9, H 3,8, N 8,0, S 17,9.

Mol.-Gew.: 177 (Massenspektrum).

IR-Spekrum (CH₂CI₂):

3,05 μ (NH), 5,85 und 5,95 μ (C = O), 6,05 μ (C = C), 7,1 und 8,3 μ (SO₂).

b) Zu 180 ml (2 Mol) frisch dest. Butanon-2 tropft man

js bei 30—35° 40 ml (0,5 Mol) Fluorsulfonylisocyanat und läßt 3 Stunden nachreagieren. Nicht umgesetztes Butanon-2 wird i. Vak. abdestilliert. Man erhält 60 g (60% d. Th.) a-Methylacetessigsäureamid-N-sulfofluorid als ölige Flüssigkeit. Umkristallisieren aus Propylchlorid/Äther unter Kühlung führt zu farblosen Kristallen vom Fp. 44—45°.

C₅H₈FNO₄S (197,2):

Ber.: C 30,4, H 4,1, N 7,1, S 16,3; 4s gef.: C 30,6, H 4,2, N 7,0, S 15,8.

Mol.-Gew.: 197 (Massenspektrum).

IR-Spektrum (CH₂Cl₂):
5,7 u. 5,85 μ (C = O).

50 g (0,25 Mol) a-Methylacetessigsäureamid-N-sulfofluorid vom Fp. 44—45° wird in 100 ml Wasser gelöst und unter Kühlung mit 175 ml 4 n-NaOH versetzt. Nach 2stündigem Stehen bei Raumtemperatur säuert man mit 90 ml konz. HCl an und extrahiert mit Äther. Man gewinnt 424 g farbloses, krist 3,4-Dihydro-5,6-dimethyl-l A3-oxathiazin-4-on-2^-dioxid vom Fp. 105—107°. Ausbeute: 95% d. Th. (Verseifung).

c) Die nach b) aus Butanon-2 und Fluorsulfonylisocyanat hergestellte rohe, flüssige Reaktionsmischung wird nach Abdestillieren des überschüssigen Butanons unter Kühlung mit 200 ml Wasser verdünnt und nach und nach mit 350 ml 4n-NaOH versetzt Zur Abtrennung von Verunreinigungen extrahiert man mit Äther und säuert dann mit 15OmI konz. HCl an. Anschließende Ätherextraktion liefert 40 g (45%) 3,4-Dihydro-5,6-dimethyl-lA3-oxathiazin-4-on-Z2-dioxid vom Fp. 107—108°.

20 O	15	1	017	16	809 620/115
' Beispiel 4		abgeschiedenes Hexanon ab, äthert aus und säuert die
S/J-Dihydro-S-methyl-e-athyl-1 Ä3-oxathiazin-4-an-		alkalische Wasserphase mit 150 ml konz. HCl an. Ausäthern liefert 70 g bräunliche Kristallmasse, aus der
^Z-QlOXlQ		man durch Kristallisieren aus Propylchlorid 52 g
Eine Mischung aus 100 ml (1 Mol) Pentanon-3,150 ml		farblose Kristalle (50% dTh.) vom Fp. 96-96,5°
trockenem Chloroform und 80 ml (1 Mol) Fluorsulfo.iyl-	5	gewinnt
isocyanat rührt man 2 Stunden bei Rückflußtemperatur
(67°) und destilliert dann das Lösurgsmittel L Vak. ab.		C₇H₁₁NO₄S (205,2):
Den Rückstand löst man in 200 ml Eiswasser, tropft bei		Ber.: C 41,0, H 5,4, N 6Ä S 15,6;
ca. 30° 230 ml 10,7 n-NaOH zu und läßt 2 Stunden		gef.: C 413, H 5,4, N 6,6, S 15,5.
weiterreagieren. Dann säuert man mit 200 ml konz. HCl an und gewinnt 116 g (60% d-Th.) farblose Kristalle	IO	Mol-Gew.: 205 (Massenspektrum).
vom Fp. 93,5-94°,		IR-Spektrum (CH₂Cl₂):
		3,05 μ (NH), 5,88 u. 5,98 μ (C = O),
C₆H₉NO₄S (19U):		6,07 μ (C = C), 7,2 und 83 μ (SO₂).
Ber.: C 37,7, H 4,8, N 73, S 16,8;	15
gef.: C 373, H 4,5, N 7,5, S 16,7.
MoL-Gew.: 191 (Massenspektrum).		Beispiel 7
IR-Spektrum (CH₂Cl₂):
3,05 μ (NH), 5,87 u. 5,97 μ (C = O),	20	S^-Dihydro-S-isopropyl-e-methyl-l^-oxathiazin-
6,07 μ (C = C), 7,1 und 83 μ (SO₂).		4-on-£2-dioxid
		Eine Mischung aus 125 ml (1 MoI) Methyl-isobutylke-
		ton, 150 ml trock. Chloroform und 80 ml (1 Mol)
Beispiel 5	25	Fluorsulfonylisocyanat erwärmt man 2 Std. auf 60—65°
		und arbeitet dann wie in Beispiel 4 auf. Man isoliert 80 g
S^-Dihydro-S-äthyl-e-methyl-i^ß-oxathiazin^-on- 9 2-HinxiH		leicht klebrige Kristalle, die nach Umkristallisieren aus Propylchlorid bei 113-114° schmelzen.
rfi lit VJlUAlU		Ausbeute: 71 g oder 35% d. Th.
Zu einer Lösung von 110 ml (1 Mol) frakt. Pentanon-2	30.
in 200 ml n-Propylchlorid tropft man bei Rückflußtem		C₇H_nNO₄S (205,2):
peratur (46-48°) 80 ml (1 Mol) Fluorsulfonylisocyanat		Ber.: C 41,0, H 5,4, N 6,8, S 15,6;
und läßt noch 1 Stunde weiterreagieren. Man dest. das		gef.: C 40,9, H 5,4 N 7,2, S 15,4.
Lösungsmittel i. Vak. ab und löst den Rückstand unter Kühlung in 200 ml Wasser. Anschließend tropft man		Mol-Gew.: 205 (Massenspektrum).
200 ml 10,7 n-NaOH in 30 Min. zu, rührt noch 1 Std. bei	35	IR-Spektrum (CH₂CI₂):
ca. 30°, schüttelt Verunreinigungen mit Äther aus und		305 μ (NH), 5,86 u. 5,97 μ (C = O),
säuert dann mit 150 ml konz. HCI an. Das abgeschiedene		6,1 μ (C= C), 7,2 u. 83 μ (SO₂).
schwere öl trennt man ab und extrahiert die wäßrige
Phase mit Methylenchlorid. Nach Abdestillieren des	40
Solvens vereinigt man mit dem öligen Rohprodukt, das
beim Stehen durchkristallisiert. Das rohe Produkt (68 g		Beispiel 8
oder 35% d.Th.) kristallisiert aus Propylchlorid in
groben farblosen Krist. vom Fp. 101 —102°.		S^-Dihydro-S-äthyl-e-n-propyl-l^-oxathiazin^-on-
	45	2,2-dioxid
C₆H₉NO₄S (191,2):
Ber.: C 37,7, H 4,8, N 7,3, S 16,8;		Eine Mischung aus 140 ml 94%igem Heptanon-4 (1
gef.: C 37,5, H 4,7, N 7,6, S 16,7.		Mol), 100 ml trock. Chloroform und 80 ml (1 Mol)
Mol.-Gew.: 191 (Massenspektrum).		Fluorsulfonylisocyanat erwärmt man 4 Std. auf 55—60° und rührt dann in 200 ml Eiswasser ein. Anschl. fügt man
IR-Spektrum (CH₂Cl₂):	50	langsam 200 ml 10,7 n-NaOH zu und läßt 2 Std. bei
3,05 μ (NH), 5,88 u. 5,98 μ (C = C),		30—35° reagieren. Die Verunreinigungen extrahiert
6,08 μ (C = C), 7,2 u. 8,3 μ (SO₂).		man mit Chloroform und säuert dann die wäßrig-alkali
		sche Lösung mit 150 ml konz. HCl an. Die ausgeschiede
	55	ne Kristallmasse (110 g) kristallisiert man aus Propyl
Beispiel 6		chlorid unter Kühlung um und erhält 95 g farblose KrisL vom Fp. 85—86°.
3,4- Dihydro-5-n-propyl-6-methyl-1,2,3-oxathiazin-4-on-		Ausbeute: 43%.
2,2-dioxid		C₈H₁₃NO₄S (2193):
Man rührt 250 ml (ca. 2 Mol) 95%iges Hexanon-2 bei	OO	Ber.: C 43,8, H 6,0, N 6,4, S 14,6;
30-35° und tropft in 1,5 Std. 40 ml (0,5 Mol)		gef.: C 43,9, H 6,0, N 63, S 14,2.
Fluorsulfonylisocyanat zu. Man rührt noch 1 Std. weiter und läßt dann das Reaktionsgemisch zu 100 ml		Mol-Gew.: 219 (Massenspektrum).
Eiswasser laufen. Anschließend tropft man 350 ml	<>5	IR-Spektrum (CH₂CI₂):
4 n-NaOH zu, wobei ein End-pH-Wert von 11,6 erreicht		3,05 μ(NH), 5,86 u. 537 μ (C = O),
wird. Man rührt noch 2 Std. bei Raumtemperatur, trennt		6,^(C = C), 7,1 u. 83 μ (SO₂).

17 18

Beispiel 9 3,4-Dihydro-5-n-propyl-6-n-butyl-lA3-oxathiazin-4-on-2^-dioxid

Man läßt 86 ml (0,5 Mol) Nonanon-5, 80 ml Chloro- C)₀Hi₇NO₄S (2473): form und 40 ml (0,5 Mol) Fluorsulfonylisocyanat bei Ber.: C 48,5, H 6,9, N 5,7, S 13,0;

60—65° 2'/2 Std. reagieren, verseift dann mit 100 ml gef.: C 483, H 6,9, N 5,8, S 13,0.

Eiswasser und 100 ml 10,7 n-NaOH 2 Std. bei 30—35° _wl~ „,-,,χ, ι χ

und isoüert nach Ansäuern mit 75 ml konz. HCl 79 g Mol-Gew.: 247 (Massenspektrum).

harte KnstaUmasse, die nach Umkrist aus Propylchlorid IR-Spektrum (CH₂Cl₂): 61 g farblose Nadeln vom Fp. 46-47° ergeben. 3,05 μ (NH), 5,86 u. 5,96 μ (C = O),

Ausbeute: 49% d. Th. 6,1 μ (C = C), 7,1 und 8,35 μ (SO₂).

Claims

Patentansprüche:

1.3,4-Dihydro-1 ,2,3-oxathiazin-4-on-2,2-dioxide
der allgemeinen Forme;

R₁ R,

C C-O C" O

N-SO,

in der Ri Wasserstoff oder eine gegebenenfalls verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen und R2 eine gegebenenfalls verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, sowie deren Natrium-, Kalium- oder Calciumsalze.

2.3,4-Dihydro-6-methyl-l,2,3-oxathiazin-4-on-2,2-dioxid.

4-on-2,2-dioxid.

4.3,4-Dihydro-5-äthyl-6-methyl-1,2,3-oxathiazin-4-on-2,2-dioxid.

5. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Ketone der allgemeinen Formel

R₁-CH₂-CO-R₂

in der Ri und R₂ die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben, mit Fiuorsulfonyi-isocyanat umsetzt, die gebildeten ß-Ketocarbonsäureamid-N-sulfofluoride mit Wasser unter Zusatz von Basen bei pH 5—12 behandelt und die Oxathiazinone aus der Lösung isoliert.

6. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man /?-Ketocarbonsäuren der allgemeinen Formel

R,

CH CC)

HOCO

in der Ri und R₂ die gleiche Bedeutung wie in Anspruch 1 haben, mit Fluorsulfonylisocyanal umsetzt, die unter CO₂-Abspaliung gebildeten /J-Ketocarbonsüureamid-N-sulfofluoride mit Wasser unter Zusatz von Basen bei pH 5— 12 behandelt und die Oxathiazinone aus der Lösung isoliert.

7. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man /i-Diketoneder allgemeinen Formel

R₁-CO-CH-CO-R;

ui tier R; die gleiche Bedeutung wie in Anspruch I hat und Ri einen Alkylrest mit I bis 3 C-Atomen darstellt, mit lluorsulfoiiylisocyanat umset/t, die gebildeten v[N-F]ii<)rsulioiiylcarbanii>yl]-;i-diketotiL· mit W,isser unter /usai/ von Hasen he' nl 17 14 behandelt und das Oxathiazinon der allgemeinen Formel

OC

CH C

N SO,

gegebenenfalls zusammen mit einer Teilmenge der nicht entacylierten Vorstufe der allgemeinen Formel

R₃CO

C C

R,

HN--SO,

abtrennt.

8. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Alkine der allgemeinen Formel

Ri-C = C-R₂

in der Ri Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, R2 einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, mit 2 Mol Fluorsulfonylisocyanal reagieren läßt, die entstehenden Uracilderivate der allgemeinen Formel

R₁

C -C

O C N- SO, F

/
N C

FSO₂ O

mit Wasser behandelt, das sich bildende /3-Ketocarbonsäureamid-N-sulfofluorid der allgemeinen Formel

K,

O C

K₂

CiI C

N SO, F

mit Wasser inner /.usat/ von Basen bei nil 5—12

reagieren läßt und das Oxathiazinon aus der Lösung abtrennt.

9. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das nach einem der Verfahren gemäß Ansprüchen 5 bis 8 hergestellte 0-Ketocarbonsäureamid-N-suIfofluorid der allgemeinen Formel