DE2319245B2 - Verfahren zur Auftrennung von 2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure - Google Patents

Verfahren zur Auftrennung von 2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure

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Description

In der Vergangenheit wurde 2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure mit Cinchonidin durch ein Verfahren aufgetrennt, das mehrere Kristallisationen in einem niedrigen Alkohol, wie Methanol, erforderte. Auf Grund der für dieses Verfahren erforderlichen Zeit und Kosten waren Verbesserungen sowohl bezüglich von Qualität als auch Quantität gewünscht. Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Auftrennung von Mischungen aus ü- und l-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure zur Erzielung von Mischungen mit einem höheren Anteil des d-Isomeren, das in einer einzigen Kristallisationsstufe eine verbesserte Qualität (größere Anreicherung) und einen verbesserten Durchsatz bzw. Durchgang liefert.
Das Verfahren zur Auftrennung von 2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure mit Hilfe von Cinchonidin zur Gewinnung von mit dem d-Isomeren angereicherten Produkten, ist nun dadurch gekennzeichnet, daß man
a) eine Mischung aus Cinchonidin und einer Ali.alibase aus der Gruppe von Alkalihydroxiden und -carbonaten, wobei das Verhältnis von Cinchonidin zur Alkalibase zwischen 2:3 bis 3:2 liegt sowie d- und l-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäurc und einem inerten organischen Lösungsmittel, in welchem das Cinchonidinsalz der l-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure und das Alkalisalz der d- und I-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure löslich sind, herstellt, wobei die Löslichkeit dler Alkalisalze der d- und 1 -2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure im inerten organischen Lösungsmittel größer ist als die Löslichkeit der Cinchonidinsalze der d- und 1 -2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure, und das Verhältnis von eingesetzter d- und 1-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure zu der Menge an Alkalibase und Cinchonidin etwa äquimolar ist;
b) die Cinchonidinsalze der d- und l-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure aus der Mischung zur Gewinnung eines mit dem d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäuresalz angereicherten Salzprodukts kristallisiert, worauf man gegebenenfalls
c) die so gewonnenen Cinchonidinsalze der d- und l-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure aufspaltet.
Stufe b) dieses Verfahrens kann zur Erhöhung der Reinheit der d-Isomeren wiederholt werden. Schließlich wird das Salz zur Erzielung der d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure gespalten.
Die 2-(6-Methoxy-2-naphthyI)-propionsäure und Verfahren zu ihrer Herstellung sind z. B. in der Anmeldung US Ser. No. 176740 vom 31. August 1971 und in den US-Patentschriften 3651 106, 3652683, 3658858, 3658863, 3663584 und 3686238 beschrieben. Ein solches Verfahren erfolgt unter Umsetzung eines l-Halogen-2-methoxynaphthalins mit Acetylchlorid in Nitrobenzol in Anwesenheit von 3 molaren Äquivalenten Aluminiumchlorid zur Bildung des entsprechenden 2-Acetyl-5-halogen-6-methoxynaphthalinderivates. Das erhaltene Derivat wird mit Morpholin in Anwesenheit von Schwefel auf 150° C erhitzt, und das erhaltene Produkt wird mit konz. Salzsäure zur Bildung des entsprechenden 2-Naphthylessigsäurederivates unter Rückfluß erhitzt. Die letztgenannte Verbindung wird dann z. B. durch Umsetzung mit einem Alkanol in Anwesenheit von Bortrifluorid verestert und der Ester mit einem Alkalimetallhydrid in einem Ätherlösungsmittel und dann mit einem Alkylhaiogenid, wie Methyljodid, behandelt und liefert das entsprechende 2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionat. Letzteres wird z. B. in einer wäßrigen basischen Lösung hydrolysiert und liefert eine Mischung aus den d- und 1-Isomeren der 2-(6-Meth-
oxy-2-naphthyl !-propionsäure.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Alkalibasen sind z. B. Kalium-, Natrium- und Lithiumhydroxid bzw. -carbonat. Die verwendete Alkalibase hängt vom besonderen inerten organischen für die Kristallisation verwendeten Lösungsmittelsystem ab. Die Wahl der optimalen Base kann in üblicher Weise durch Anwendung der obigen Kriterien bestimmt werden. In Methanollösungsmitteln wird Kaliumhydroxid als anorganische Base bevorzugt.
Das inerte organische Lösungsmittelsystem für das erfindungsgemäße Verfahren kann jedes inerte organische Lösungsmittel enthalten, in welchem das Cinchonidinsalz der l-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure und die anorganischen basischen Salze der 2-(6-Methoxy-2-riaphthyl)-propionsäure löslich sind. Solche Lösungsmittel sind z. B. Aceton, Acetylaceton, Adiponitril, Benzonitril, Benzylalkohol, Benzylmercaptan, Butylalkohol, Caprylalkohol, Diaeetonalkohol. Mono- und Di-(niedrig)-alkyläther von Äthylenglykoi und Dia'thylenglyko!, Äthanol, Methanol, n-Propanol, Isopropanol, Äthylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-PropylengIykol, 2-Äthylhexanol, Dimethylsulfoxid, Sulfolane, Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidinon, Formamid, Furfurylalkohol, Glycerin, Isoaniylalkohol, Isoamylsulfid, Isobutylmercaptan, Dibutoxytetraäthylenglykol, Pyridin, Trimethylenglykol, Dioxan, Dimethylacetamid usw. Bevorzugt werden polare, nicht saure oder stark basische Lösungsmittel, vorzugsweise wird Methanol verwendet.
Die Mischung sollte vorzugsweise etwa gleiche molare Mengen an 2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure und Basen einschließlich Cinchonidin und Alkalibase enthalten. Das molare Verhältnis von Cinchonidin zu Alkalibase ist für die Auftrennung nicht entscheidend. Für Ausbeuten mit optimaler Qualität und Quantität an d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure sollte das molare Verhältnis von Cinchonidin und Alkalibase etwa 1: 1 betragen. Bei niedrigen molaren Verhältnissen von Cinchonidin zu Alkalibase wird die Qualität des Produktes nicht beeinträchtigt, die Menge oder Ausbeute nimmt jedoch schnell ab. Bei höheren molaren Verhältnissen von Cinchonidin zu Alkalibase ist die Quantität oder Ausbeute zufriedenstellend, jedoch wird die Qualität beeinträchtigt.
Im allgemeinen erfolgt die Auftrennung durch Kristallisation, indem man die d- und l-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäuren, Cinchonidin, Alkalibase und ausreichend Lösungsmittel zum Löslichmachen der Komponenten mischt, was zu einer Suspension vorherrschend aus dem Cinchonidinsalz der d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure in fast gesättigter Lösung der anderen Komponenten führt, die Mischung abkühlt und die kristallisierten Salze trennt. Ein weiteres bzw. langer andauerndes Abkühlen ergibt eine weitere Kristallisation der gelösten Salze. Die Lösung wird vorzugsweise mit geringen Mengen des Cinchonidinsalzes der d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure während des Abkühlens geimpft, da dies eine gute Auftrennung und hohe Ausbeuten des gewünschten d-Säuresalzes sicherstellt. Die Anfangsund 'Endtemperaturen des Lösungsmittels werden hauptsächlich auf Grund praktischer Überlegungen ausgewählt, solange die Temperatur die anderen Komponenten nicht wesentlich zersetzt. So kann die Mischung z. B. eine Anfangstemperatur, von 50 bis 100° C haben und auf eine Endtemperatur unter der Anfangstemperatur, z. B. unter 40" C, vorzugsweise auf etwa 35° C, abgekühlt werden, wobei der Temperaturunterschied ausreicht, um eine hohe Ausbeute an Kristallen zu ergeben. Die kristallisierende Mi-" > schung wird bis zur beendeten oder fast beendeten Kristallisation, gewöhnlich mehr als 15 Minuten und vorzugsweise über 0,5 Stunden, auf den niedrigeren Temperaturen gehalten. Die Kristalle werden z. B. durch Filtrieren von der erhaltenen Mischung abge-
Hi trennt.
Die Qualität oder der Prozentsatz an d-lsomeren im Produkt kann gegebenenfalls erhöht werden, indem man die oben erhaltenen Kristalle unter Verwendung derselben, in der Anfangskristallisation verwen- > deten Lösungsmittel oder auch mit unterschiedlichen Lösungsmitteln umkristallisiert, wobei die Umkristallisation gewöhnlich in oben beschriebener Weise durchgeführt wird.
Die kombinierten Mutterlaugen aus jeder der Kri-
-'" stallisationsstufen können erneut verarbeitet werden. Es kann eine oder mehrere Umkristallisalionen durchgeführt werden, was von der erforderlichen Reinheit des Produktes abhängt.
Das Salzprodukt wird mit irgendeiner organischen
2~> oder anorganischen Säure, die das Produkt nicht zerstört, gespalten und liefert eine mit d-Isonieren angereicherte 2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure. Nach dem erfindungsgemäß bevorzugten Verfahren kann die Spaltung des Cinchonidinsalzproduktes auch
in erfolgen, indem man das Salzprodukt mit einer starken Base, vorzugsweise z. B. Kaliumhydroxid, oder einer anderen starken Base mit einem pKa Wert über K) behandelt und dann mit einer Säure, vorzugsweise Salzsäure, ansäuert, wodurch man die d-2-(ft-Meth-
r> oxy-2-naphthyl)-propionsäure erhält. Vorzugsweise wird diese Spaltung in einer 3: 1 (Gew./Gew.)-Wasser/Methanol-Mischung bei Zimmertemperatur durchgeführt, wodurch ein Schäumen der Reaktionsmischung vermieden wird, das beim Erhitzen der al-
4(i kaiischen Suspension von Cinchonidin auf S3 bis 86° C eintritt. Das Produkt läßt sich dann leicht filtrieren.
Die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung des Auftrennungsverfahrens der US-Patentschrift
■π 3 683 015. Das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung von Kaliumhydroxid ermöglicht eine wesentliche Erhöhung in der Konzentration der Mischung aus d- und l-2-(6-Methoxy-2-naphthyI)-propionsäure, die in das Reaktionsgefäß eingeführt wird;
ίο (dies ermöglicht z. B. eine Erhöhung von 78 g der dl-Mischung pro I Methanol - wie in der letztgenannten Patentschrift erwähnt - auf 320-370 g dl-Mischung pro 1 Methanol gemäß den folgenden Beispielen). Diese hohe Zufuhr führt zu einem größeren
V) Durchsatz für ein Reaktionsgefäß gegebener Größe, was zu geringeren Produktionskosten pro Mengeneinheit an erhaltenem Produkt führt. Weiterhin erfordert die Verwendung von Kaliumhydroxid nur eine Aufschlämmung der Mischung aus d- und !-2-((S-
ho Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure in Methanol zur Bildung eines Cinchonidinsalzproduktes mit zufriedenstellendem optischen Drehungswert (der freigesetzten Säure), d. h. einer Salzmischung, die in zweckmäßiger Weise mit dem Cinchonidinsalz der d-2-(6-
b5 Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure angereichert ist. Dies liegt gewöhnlich in der Größenordnung eines Produktes (ausgedrückt als freigesetzte Säure) mit einem optischen Drehungswert von etwa 58°, wobei nur
ne zusätzliche Umkristallisatiun mit Methanol zur rzielung eines praktisch reinen Salzes mit einem op- ;chen Drehungswert von etwa 66° (der freigesetzten iure) notwendig ist. Dieses Merkmal der vorliegen- :n Erfindung führt zu einer Verminderung der Pmjktionskosten pro erhaltender Mengeneinheit an rodukt. Alle diese Vorteile werden erreicht bei eichzeitiger hesserer Auftrennung mit etwas erhöhr Ausbeute. Daher ist die vorliegende Erfindung sgesamt eine Verbesserung des Verfahrens der US- '" ätentschrift 3 683 015.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vor- :gcnde Erfindung.
B e i s ρ i e 1 1 ι -,
a) Es wurde eine Mischung hergestellt, indem man in einen 1-1-Kolben 70 g (0,305 Mol) dl-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure,44 g (0,150 Mol) Cinchonidin 8,67 g (0,155 MH) Kaliumhydroxid und 220 ecm Methanol einführte. Diese -'" Bestandteile wurden gerührt, und die Mischung wurde 4 Stunden zum Rückfluß erhitzt. Dann wurde die Mischung allmählich innerhalb von 1 2 Stunden auf 25u C abgekühlt und weitere 12 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Die er- J"> haltene Suspension wurde filtriert und die Feststoffe mit 100 ecm Methanol gewaschen und bei 50 bis 55° C getrocknet. Die Ausbeute an Cinchonidinsalz der d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäurc betrug etwa 90% (Gew./Gew.); m ["]/) = 57 bis 58° (der freigesetzten Säure).
b) Ein 65-g-Anteil des Cinchonidinsalzes der d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure ([a]ü = 58,8°; der freigesetzten Säure) wurde mit 195 ecm Methanol gemischt und die Mischung 4 j> Stunden unter Rühren unter Rückfluß erhitzt. Die Lösung wurde innerhalb von 5 Stunden auf 25° C abgekühlt und filtriert. Das Filtrat wurde mit 30 ecm Methanol einer Temperatur von 25° C gewaschen und bei 45 bis 50° C getrocknet. Die Ausbeute an Cinchonidinsalz der d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure betrug etwa 95,2% (Gcw./Gew.); [a]D = 66,1° (der freigesetzten Säure).
c) 61,8 g des Produkts von Teil b) wurden mit 450 4> ecm Äthylacetat und 300 ecm verdünnter Salzsäure (5 :1 Vol./Vol. Wasser zu Säure) gemischt. Dann wurde die Äthylacetatschicht abfiltriert und das Äthylacetat durch Isopropanol durch Destillation unter Zugabe absatzweiser Mengen an Isopropanol ersetzt. Das Produkt wurde mit Wasser gemischt, auf 20° C abgekühlt, filtriert und der Rückstand mit Wasser gewaschen; so erhielt man d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure; [a]D = 66,1°.
Beispiel 2
Beispiel 1 wurde unter Verwendung von 7,6 g 3,136 Mol) Kaliumhydroxid an Stelle von 8,67 g Kaumhydroxid wiederholt. Auch in diesem Fall erhielt bo lan eine verbesserte Ausbeute an Cinchonidinsalz er d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propinsäure im 'ergleich zu der unter Verwendung von 100% Cinhonidin erzielbaren Ausbeute.
Heispiel 3
Beispiel 1 wurde unter Verwendung von Natriumhydroxid, Kaliumcarbonat, oder Natriumcarbonat an Stelle von Kaliumhydroxid wiederholt. In jedem lall erhielt man eine verbesserte Ausbeute des Cinchonidinsalzes der d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-pmpionsäure im Vergleich zu der mit Verwendung von 100% Cinchonidin erzielbaren AusU-ute.
Beispiel 4
a) In ein Gefall geeigneter Größe, das 61.8 kg Kaliumhydroxid in 1557 1 Methanol enthielt, wurden 500 kg dl-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-pmpionsäure unter ständigem Rühren zugegeben. Dann wurden 315 kg Cinchonidin zugefügt und der Ansatz etwa 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach Abkühlen auf 25 bis 30'' C mit einer Geschwindigkeit von 8° C/Std und 5stündigem Altern wurde der Ansatz filtriert und der Filterkuchen mit 1418 1 Methanol gewaschen. Der nasse Filterkuchen wurde zu 1444 1 Methanol in einem geeigneten Gefäß zugefügt und 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach Abkühlen auf 25 bis 30° C mit einer Geschwindigkeit von 8° C/Std wurde der Ansatz filtriert und der Kuchen (d-Cinchonidinsalz) mit 450 1 Methanol gewaschen. Die Ausbeute an Cinchonidinisalz der d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure (d-Cinchonidinsalz) betrug etwa 86-92% Gew./ Gew.
b) In ein Gefäß geeigneter Größe, das 54 kg Kaliumhydroxid gelöst in 730 1 Methanol, enthielt, wurden 455 kg nasser d-Cinchonidinsalzkuchen aus Teil a) eingeführt. Nach 20 Minuten Rühren bei 20 bis 25° C unter Stickstoff wurden 2080! Wasser zugegeben, und es wurde weitere 2 Stunden gerührt. Das ausgefallene Cinchonidin wurde abfiltriert und der Filterkuchen mit Wasser gewaschen. Das kombinierte Filtrat und Waschmaterial wurde 3mal mit je 416 1 Chloroform extrahiert. Die wäßrige Schicht wurde zu 125 kg Salzsäure in 7941 Wasser gegeben und zur Entfernung von Chloroform auf 35 bis 40° C erwärmt. Der Ansatz wurde auf 25° C abgekühlt, 1 Stunde gealtert, dann wurde die d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure abfiltriert und mit Wasser gewaschen.
c) 2000 1 Aceton, der nasse Kuchen aus d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure aus Teil b) und Aktivkohle wurden in ein Gefäß geeigneter Größe eingeführt und die Mischung 5 Minuten gerührt. Der Ansatz wurde filtriert und der Filterkuchen mit Aceton gewaschen. Das kombinierte Filtrat und die Waschmaterialien wurden auf ein Volumen von 1000 1 vakuumdestilliert und auf 25 bis 30 ° C abgekühlt. Es wurden 30001 Wasser eingeführt und der Ansatz 30 Minuten bei 5 bis 0° C gealtert und die ausgefallene d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure abfiltriert, mit Wasser gewaschen und bei etwa 45 bis 50" C getrocknet. Die Ausbeute an d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure betrug 34 bis 38% Gew.-Gew.

Claims (4)

  1. Patentansprüche:
    !. Verfahren zur Auftrennung von 2-(ft-Methoxy-2-naphthyl)-propioisäure mit Hilfe von Cinehonidin zur Gewinnung von mit dem d-lsomeren angereicherten Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß man
    a) eine Mischung aus Cinchonidin und einer Alkalibase aus der Gruppe von Alkalihydroxiden und -carbonaten, wobei das Verhältnis von Cinchonidin zu Alkalibase zwischen 2:3 bis 3:2 liegt sowie d- und 1,2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäureund einem inerten organischen Lösungsmittel, in welchem das Cinchonidinsalz der l-2-(6-Mcthoxy-2-naphthyl)-propionsäure und das Alkalisalz der d- und l-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsiiure löslich sind, herstellt, wobei die Löslichkeit der Alkalisalze der d- und 1-2-(d-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure im inerten organischen Lösungsmittel größer ist als die Löslichkeit der Cinchonidinsalze der d- und l-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure, und das Verhältnis von eingesetzter d- und l-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure zu der Menge an Alkalibase und Cinchonidin etwa äquimolar ist;
    b) die Cinchonidinsalze der d-und 1-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure aus der Mischung zur Gewinnung eines mit dem d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäuresalz
    angereicherten Salzprodukts kristallisiert, worauf man gegebenenfalls
    c) die so gewonnenen Cinchonidinsalze der d- und 1 -2-(6 -Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure aufspaltet.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das gemäß Stufe b) erhaltene, angereicherte Cinchonidinsalzprodukt zur Erhöhung des Gehalts an d-Isomeren mindestens einer weiteren Kristallisation unterwirft.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspaltung des nach Stufe b) erhaltenen Produkts mit einer starken Base bei etwa Zimmertemperatur in etwa 3:1-(Gew./Gew.)-Wasser : Methanol-Mischung und anschließendes Ansäuern zur Gewinnung der d-2-(6-Methoxy-2-naphthyl)-propionsäure erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Methanol verwendet wird.
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