-
Sulfoniumverbindungen S-substituierter 2-Hydroxy-4-mercaptobuttersäuren
Die Erfindung betrifft neue Verbindungen 5-substituierter 2-Hydroxy-4-mercaptobuttersäuren
sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.
-
Es ist bekannt, Methioninmethylsulfoniumverbindungen dadurch her zustellen,
dass man Methionin mit Dimethylsulfat in konzentrierter Schwefelsäure in Methioninmethylsulfoniumsulfat
überfLihrt und ciie überschüssige Schwefelsäure anschliessend mit Bariumchlorid
als Bariumsulfat abtrennt (Japan. Patentanmeldungen Nr. 9068/62, 9465/62 und 7314/62).
Weiterhin ist es bekannt, Methioninmethylsulfoniumchlorid oder -bromid dadurch herzustellen,
dass man Metliionin mit Blethylchlorid oder -bromid in Gegenwart eines Lösungsmittels
bei erhöhter Temperatur, gegebenenfalls unter Druck, umsetzt (Deutsche Auslegeschrift
Nr. 1 239 697).
-
Dagegen sind 4-Thiohydroxybuttersäuren, die gleichzeitig Sulfoniumverbindungen
sind, bisher nocti nicht beschrieben worden.
-
Gegenstand der Erfindung sind Verbindungen der allgemeinen Formel
I
in der R ein Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen, ein Aralkyl- oder Arylrest, vorzugsweise
ein Methylrest, ist, R2 einen Alkylrest mit 5 bis 12 C-Atomen, einen Alkenylrest
mit 2 bis 12 C-Atomen oder einen Aralkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen in der Alkylgruppe
bedeutet und Ilal für ein IIalogenatom, vorzugsweise Chloratom, steht.
-
Die erfindungsgemässen Verbindungen können als Zusatz zu Futtermittelmischungen
verwendet werden. Sie sind biologisch aktiv und stellen wertvolle Arzneimittel,
zum Beispiel für die Behandlung von Magen- und Darmgeschwüren, dar.
-
Die beschriebenen Substanzen können hergestellt werden, indem man
eine 2-Hydroxy-4-alkylmercaptobuttersäure, eine 2-Hydroxy-4-arylmercaptobuttersäure
oder eine 2-Hydroxy-4-aralkylmercaptobuttersäure in Gegenwart von Wasser bei einer
Temperatur zwischen etwa 10° und etwa 100 C mit einer Verbindung der allgemeinen
Formel Hal (II), in der R2 und Hal die in Formel I angegebene Bedeutting haben,
umsetzt.
-
Das Mengenverhältnis Säure zu Halogenverbindung kann in weitem Bereich
angesetzt werden. Vorteilhaft wird die Halogenverbindung im Überschuss angewendet.
Zweckmässigerweise beträgt das Molverhältnis Säure zu Halogenverbindung 1 zu 1,5
bis 1 zu 3.
-
Vorzugsweise wird die Umsetzung bei Temperaturen zwischen etwa 30
und etwa 800 C ausgeführt. Temperaturen unter 100 Q können angewendet werden, sind
jedoch im allgemeinen wegen der-bei den niedrigen TemperatureIl geringen Reaktionsgeschwindigkeit
unvorteilhaft.
-
Erforderlichenfalls wird unter erhöhtem Druck gearbeitet.
-
Zur Aufarbeitung des Reaktionsproduktes destilliert man das Wasser
bei Unterdruck ab und isoliert die Sulfoniumverbindung mit Hilfe von mit Wasser
mischbaren Alkoholen, insbesondere Methanol, Äthanol oder Isopropanol, oder anderen
geeigneten Lösungsmitteln.
-
Es wurde weiter gefunden, dass sich als Ausgangsstoff auch das IIydrolyseprodukt
aus einem 2-lIydroxy-4-alkylmereapto butyronitril, einem 2-Hydroxy-4-arylmercaptobutyronitril
oder einem 2-Itydroxy-S-avalkylmercaptobutyronitril mit einer wässrigen anorganischen
: Säure, beispielsweise Schwefelsäure, nach Neutralisierung der überschüssigen anorganischen
Säure verwenden lässt. Man kann daher in einfacher Weise und in guten Ausbeuten
erfindungsgemässe Verbindungen unmittelbar aus 3-Alkylmercaptopropionaldehyd, 3-Arylmercapto
propionaldehyd oder 3-Aralkylmercaptopropionaldehyd und Cyanwasserstoff sowie einer
Verbindung der allgemeinen Formel R2 Hal (II) ohne Isolierung von Zwischenproc@kten
herstellen. Die Hydrolyse solcher Nitrile ist an sich bekannt. Sie erfolgt beispielsweise
unter Verwendung von 0,5 bis 0,8 Mol Schwefelsäure pro Mol
Nitril
Höhere Anteile an Schwefelsäure können selbstverständlich vorwendet werden, bringen
jedeoch im allgemeinen keine Vorteile.
-
Die Nentralisation der überschüssigen anorganischen Säure im Hydrolysat
kann mit Ammoniak oder mit Hydroxiden oder Carbonaten der Alkali- oder Erdalkalimetalle
erfolgen.
-
Wegen des Vorliegens anorganischer Salze zufolge der Neutralisation
empfiehlt es sich, bei der Aufarbeitung das Abdampfen des Wassers so zu leiten,
dass im Kristallbroi ein Wassergehalt von etwa 5 bis 10 t erhalten bleibt, damit
bei der nachfolgenden Behandlung mit einem Alkohol keine Verestorung eintritt und
die anorganischen Salzc nicht in die alkoholische phase gelangen. Falls erforderlich,
können die anorgenischen Salze bereits unmittelbar nach der Neutralisation entfernt
werden; sie vorbleiben als Rückstand, wenn das neutralisierte Gemisch entwässert
und mit or;ganischen Lösungslllitteln, wie Chloralkanen, ausgezogen wird.
-
Beispiel 1 150 Teile 2-Hydroxy-4-methylmercaptobuttersäure in 500
Teilen Wasser wurden mit 153 Teilen Allylchlorid in 160 Teilen Aceton versetzt.
(Unter Teilen sind in. jedem Fall Gewichtsteile zu verstehen.) Das Gemisch wurde
im Rührautoklaven 2 Stunden lang auf 700 gehalten. Der Druck stieg dabei. bis auf
5 at an. Das Umset.-zungsgemisch wurde abgekühlt. Da-s überschüssige Allylchlorid
und das Aceton wurden bei 10 Torr unter Anwendung eines Beizbades mit Temperaturen
bis zu 50° C abgezogen. nie verbliebene wässrige Lösung wurde mit Kohle geklärt
und dann eingeengt. Beim Aufnehmen in Methanol kristallisierte das 2-Hydroxy-4-methylmercaptobuttersäure-allylsulfoniumchlorid
aus. Die Kristalle wurden abgesaugt und mit Diäthyläther gewaschen. Nach Eindampfung
der Mutterlauge wurden aus dieser weitere Anteile der Substanzgewonnen.
-
Insgesamt betrug die Ausbeute 159 Teile 2-Hydroxy-4-methylmercaptobuttersäure-allylsulfoniumchlorid,
entsprechend 70 «0, Die Sllbstanz wies einen Chlorgehalt von 15,7 % (berechnet 15,7
jo) und einen Schwefelgehalt von 13,9 % (berechnet 14,1 %) auf.
-
Beispiel 2 150 Teile 2-Hydroxy-4-methylmercaptobuttersäure in 500
Teilen Wasser wurden mit 240 Teilen Hexylchlorid in-240 Teilen Aceton versetzt.
Das Gemisch wurde im Rührautoklaven 6 Stunden lang auf 800 C gehalten. Der Druck
stieg dabei bis auf 7 at an. Nach Abkühlung verblieb im Autoklaven ein Restdruck
von 1,8 at, Das überschüssige Hexylchlorid und die Lösungsmittel wurden bei 10 Torr
und bis zu 500 C Badtemperatur abgetrieben, Es verblieb ein gelbliches Öl. In diesem
kristallisierte bei Kühlung langsam das 2-Hydroxy-4-methylmercaptobuttersäure-hexylsulfoniumchlorid.
Aus der Mutterlauge wurden nach Einengen und Anreiben mit einem Gemisch aus drei
Teilen Methanol und einem Teil Diäthyläther weitere Anteile gewonnen. Die Ausbeute
betrug insgesamt -168 Teile, entsprechend 62 . Die Substanz wies einen Chlorgehalt
von 13,2 % (berechnet 13,1 %) und einen. Schwefelgehalt von 11,7 % (berechnet 11,8
%) auf.
-
Beispiel 3 124 Teile 2-Hydroxy-4-octylmercaptobuttersäure wurden in
450 Teilen Wasser suspendiert, Dann wurden 127 Teile Benzylchlorid in 250 Teilen
Aceton zugesetzt. Die Mischung wurde 6 Stunden lang auf 600 C gehalten. Das überschüssige
Benzylchlorid und die Lösungsmittel wurden unter Unterdruck bei 500 C abdestilliert.
Es verbliob ein öliger Rückstand. Aus diesem kristallisierte langsam 2-Hydroxy-4-octylmercaptobuttersäure-benzylsulfoniumchlorid,
Die Ausbeute betrug 178 Teile, entsprechend 95 dp, Die Substanz wies einen Chlorgehalt
von 9,0 % (berechnet 9,5 %) und einen Schwefelgehalt von 8,2 % (berechnet 8,5 %)
auf.
-
Beispiel 4 85 Teile 2-Hydroxy-4-dodecylmercaptobuttersäure wurden
in 280 Teilen Wasser suspendiert. Dann wurden 62 Teile Dodecylchlorid in 250 Teilen
Aceton zugesetzt. Die Mischung wurde im Rührautoklaven 10 Stunden lang auf 70° C
gehalten.Hierbei stellte sich ein Druck von 2,3 at ein. Die geringe Menge überschüssiges
Dodecylchlorid und die Lösungsmittel wurden unter Senkung des. Drucks auf 2 Torr
und Steigerung der Temperatur des Heizbades auf 55<> C abgetrieben. Der verbliebene
schmierige Rückstand wurde langsam kristallin. Er wurde mit petroläther angerieben
und nach mehrstündigem Rühren abgesaugt. Die Ausbeute betrug 119 Teile 2-Hydro-Sy-4-dodecylmercaptobuttersaure-dodecylsulfoniumchlorid,
entsprechend 83 %. Die Substanz wies einen Chlorgehalt von 6,9 ffi (berechnet 7,0
%) und einen Schwefelgehalt von 6,2% (berechnet .6,4 %) auf.
-
Beispiel 5 123 Teile 2-Hydroxy-4-phenylmercaptobuttersäure wurden
mit 580 Teilen Wasser, 230 Teilen Aceton und 75,4 Teilen Benzylchlorid vermischt.
Die Mischung wurde in einem Autoklaven 18 Stunden lang auf 600 C gehalten. Die Lösungsmittel
wurden langsam bei 10 Torr
und bis zu 50° o abgetrieben. Es verblieb
ein Öl. Aus diesem kristallisierte langsam 2-Hydroxy-4-phenylmeroaptobuttersäurebenzylsulfoniumchlorid.
Die Substanz wurde durch Behandlung mit Methanol gereinigt. Die Ausbeute betrug
136 Teile, èntsprechend 69 %. Die Substanz wies einen Chlorgehalt von 10,4 % (berechnet
10,5 ) und einen Schwefelgehalt von 9,2 % (berechnet 9,5 %) auf.