DE2616611A1

DE2616611A1 - Verfahren zur herstellung von 1,2- benzoisothiazol-3-on-1, 1-dioxid

Info

Publication number: DE2616611A1
Application number: DE19762616611
Authority: DE
Inventors: Takahiro Kimoto; Wataro Koike; Sadayoshi Matsui
Original assignee: Ihara Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Ihara Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1975-06-11
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1977-01-13
Also published as: FR2314185A1; GB1499084A; FR2314185B1; US4057555A; IT1059090B; NL7603836A; DE2616611C2

Description

IR-3
1A-1646

IHARA CHEMICAI INDUSTRY CO., LTD., Tokyo , Japan

Verfahren zur Herstellung von 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid

Die Erfindung "betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 1,2-Benzoisothazol-3-on-1,1-dioxid (Saccharin-Derivate). Dieses ist medizinisch verwendbar (Süßstoff für Diabetiker) oder als Nahrungsmittelzusatzstoff (Süßstoff) verwendbar, sowie als Zwischenstufe für die Herstellung von Agro chemikalien, ζ. B. von keimtötenden Mitteln zur Erzielung eines hygienisch nicht-toxischen Produkts. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren .zur Herstellung von 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid mit hoher Reinheit in hoher Ausbeute ohne Gehalt an Toluolsulfonamid, welches hygienisch toxisch ist, durch neue Reaktionsstufen der o-Sulfobenzoesäure.

Es ist bekannt, 1,2-Benzoisothazol-3-on-1,1 -dioxide nach folgenden Reaktionsschema herzustellen:

(1) Chlorsulfonierung von Toluol;

(2) Abtrennung und Reinigung von o-Toluolsulfochlorid und p-Toluolsulfochlorid, welche in der ersten Stufe erhalten werden;

(3) Umsetzung von o-Toluolsulfochlorid mit Ammoniak und

(4) Oxydation von o-Toluolsulfonamid mit einer lösung von Bichromat in konzentrierter Schwefelsäure.

(American Chemical Journal, Band 1, Seite 426, 1879; GB-PS 174 913 und 682 800)

6 0 9 8 R 2 / 1 U 3

Reaktionsschema (1):

CH

CHc

NH

SO₂CiJ

Trennung
Reinigung.

(2)

SO₂Ci (3)

CHr

SO₂NH₂

Oxydation (4)

Es ist ferner bekannt, 1^-Benzoisothiazol-J-on-i,1-dioxid durch das nachstehende Reaktionsschema (2) herzustellen:

(1) Reaktion von Phthalsäureanhydrid mit Ammoniak;

(2) Hoffmann-Reaktion des gebildeten Phthalimide;

(3) Diazotierung von o-Aminobenzoesäure;

(4) Reaktion von Natriumsulfid mit Diazobenzoesäure;

(5) Behandlung des Natriumdithiodibenzoats mit Säure;

(6) Methylveresterung der gebildeten Dithiodibenzoesäure;

(7) Umsetzung von Dimethyldithiodibenzoat mit Chlor und

(8) Umsetzung des gebildeten Methyl-o-sulfochlorbenzoats mit Ammoniak.

(Chemical Engineering, Band 61, Nr. 7, Seite 128, 1954)

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Reaktionsschema (2):

~ 3 —

NHc

(D

Diazptlerung
"~(3J ^f

COOH

Hoffmann —
Reaktion _v

(2)

COOH

Na?S₉

. I

=NHSO₄

(4)

NaOOC, COONa

S-S

HOOC

Säure

(5)

M »ethyl-Ver
esterung·, ι

(6)

H₃COOC,

α COOCH₃ S-S

(7)

COOCH,

SO₂ Ci (8)

- NH,

Säure

NH

Bei dem herkömmlichen Verfahren des Reaktionsschemas (1) unter Verwendung von Toluol werden große Mengen p-Toluolsulfochlorid als Nebenprodukt zusammen mit dem o-Toluolsulfochlorid gebildet. Demgemäß ist die Trennung und Reinigung in der zweiten Stufe recht umständlich. Man geht dabei so vor, daß man die in der ersten Stufe gebildete Reaktionsmischung in Wasser gießt, wobei Kristalle von p-Toluolsulfochlorid ausgeschieden werden. Diese Kristalle werden durch Zentrifugieren abgetrennt. Das verbleibende ölige Produkt von o-Toluolsulfochlorid wird weiter abgekühlt, wobei

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wiederum Kristalle von p-Toluolsulfochlorid ausgeschieden werden und dieser Vorgang wird wiederholt. Es ist jedoch schwierig, das gesamte p-Toluolsulfochlorid von dem öligen o-Toluolsulfochlorid abzutrennen. Demgemäß ist es erforderlich, p-Toluolsulfonamid als Nebenprodukt nach der Reaktion mit Ammoniak in der dritten Stufe abzutrennen.

In der vierten Stufe verwendet man zur Oxydation Bichromat in konzentrierter Schwefelsäure. Dabei wird eine große Menge Abfallsäure gebildet und diese muß aufgearbeitet werden. Zur Rückgewinnung und Wiederverwendung des aus dem Bichromat gebildeten Chromoxids benötigt man ein großes Elektrolysegerät.

Der schwerwiegendste Nachteil des herkömmlichen Verfahrens liegt jedoch in der Tatsache, daß sowohl o-Toluolsulfonamid als auch p-Toluolsulfonamid unter dem Verdacht der Krebserregung stehen. Es ist daher bei dem herkömmlichen Verfahren erforderlich, das gebildete Endprodukt unter Entfernung dieser toxischen Verbindungen zu reinigen. Wenn diese toxischen Verbindungen in dem als Nahrungsmittelzusatz verwendeten 1 ^-Benzoisothiazol^-on-i ,1-dioxid verbleiben, so besteht die Möglichkeit einer nachteiligen Wirkung auf den menschlichen Körper. Daher ist das herkömmliche Verfahren nicht ungefährlich. Bei dem herkömmlichen Verfahren gemäß R eakti ons schema (2) verwendet man Phthalsäureanhydrid als Ausgangsmaterial und dieses wird in acht Stufen in das Endprodukt umgewandelt. Daher ist die Arbeitsweise kompliziert und es ist schwierig, eine hohe Ausbeute an 1,2-Benzoisothazol-3-on-1,1-dioxid, z. B. etwa 50 $> bezogen auf Phthalsäureanhydrid, zu erzielen. Daher sind die beiden herkömmlichen Verfahren vom industriellen Standpunkt nicht befriedigend.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches in hoher Ausbeute 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxide liefert, welche frei von toxischem Toluolsulfonamid sind.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxiden der allgemeinen Formel

X\

(ΠΙ)

gelöst, wobei X ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Mtrogruppe, eine niedere Alkylgruppe oder eine niedere Alkoxygruppe bedeutet und wobei Y ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine niedere Alkylgruppe oder eine niedere Alkoxygruppe bedeutet, bei dem man Phosgen mit o-Sulfobenzoesäure der Formel

COOH

(I)

SO₃H

oder einem Alkalimetallsalz oder einem Erdalkalimetallsalz der o-Sulfobenzoesäure in Gegenwart von Dimethylformamid umsetzt, worauf man einen Alkohol der Formel R-OH (II), in dem R eine niedere Alkylgruppe bedeutet, mit dem Reaktionsprodukt umsetzt und dann das erhaltene Reaktionsprodukt mit Ammoniak umsetzt.

Die Erfinder haben verschiedenste Verfahren zur Herstellung von 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxiden untersucht. Es wurde festgestellt, daß sowohl die Carboxylgruppe als auch die Sulfonsäuregruppe, welche in der o-Sulfobenzoesäure enthalten sind, gleichzeitig durch Umsetzung der o-Sulfobenzoesäure oder des Alkalimetallsalzes oder des Erdalkalimetallsalzes derselben in Gegenwart von Dimethylformamid mit Phosgen

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chloriert werden können. Dabei entsteht eine Mischung von o-Chlorsulfonylbenzoylchlorid und Dichlortolylsulton. Ferner wird durch Umsetzung eines Alkohols mit der Reaktionsmischung das o-Chlorsulfonylbenzoylchlorid verestert und schließlich wird durch Umsetzung von Ammoniak mit dem Veresterungsgemisch das 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid gebildet. Bei der erfindungsgemäßen Reaktion reagiert gemäß nachstehendem Reaktionsschema (i) Dimethylformamid mit Phosgen. Das dabei gebildete Reaktionsprodukt (a) dient als Chlorierungsmittel für die Chlorierung der aromatischen Sulfocarbonsäure (b) oder der Alkalimetallsalze der o-Sulfobenzoesäure (c), (d) und (3) oder der Erdalkalimetallsalze der o-Sulfobenzoesäure (f), (g) und (h). Dabei wird die Chlorierung gemäß dem Reaktionsschema (ii) durchgeführt und es entsteht ein Gemisch von Chlorsulfonylbenzoylchlorid (IY) und Dichlortolylsulton (V) und Dimethylformamid wird zurückgewonnen. Wie das Reaktionsschema (iii) zeigt, wird das Chlorsulf onylbenzoylchlorid (IV) in dem erhaltenen Gemisch dadurch verestert, daß man den Alkohol (II) mit dem Gemisch des Chlorsulf onylbenzoylchlorids (IV) und des Dichlortolylsultons (V) umsetzt, wobei Alkylchlorsulfonylbenzoat (Vl) gebildet wird. Sowohl die Verbindung (Vl) als auch die Verbindung (V) wird durch Umsetzung von Ammoniak mit dem" Gemisch der Verbindung (VI) und der Verbindung (V) in 1,2-Benzothiazol-3-on-1,1-dioxid umgewandelt.

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Reaktionsformel (i)

(CHg)₂NCOH+ COC/2 ~* (^CH3)2 NCHCi₂ + CO₂

(b) r Ii

Y"

(c)

SOoH

Y'

COOM

SO₃M

COO^

SOc

(f)

-M¹

COOH

(d)
SO₃M _γ

X.

cooH: (g)

M¹

COOM SOoH

COO

SOq

/2

Reaktionsformel(ii)

COOH

SOqH

(b)

2(CHg)₂NCHCl₂ (a)

COCi

(iv;

Cl

SO₂"

ty; + 2 (CH₃)₂ NCOH + ZHCX

6 O 9 8 8 2 / 1 H

wobei X und Y die oben angegebene Bedeutung haben und M ein Alkalimetall und M¹ ein Erdalkalimetall bedeuten.

Reaktionsformel (iii)

(IV)

SO₂

(V)

I. Il

COOR

SO₂C/

(VI)

+ roh (μ)

el c/

(V)

- H

wobei X, Y und R die oben angegebene Bedeutung haben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren setzt man o-Sulfonylbenzoesäure der Formel (I) oder ein Alkalimetallsalz oder Erdalkalimetallsalz derselben ein. In der Formel (i) können

6 O 9 8 8 2 / 1 1 L 3

die Gruppen X und Y an gewünschten Positionen des Benzolrings stehen. X kann ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Nitrogruppe, eine niedere Alkylgruppe oder eine niedere Alkoxygruppe sein und Y kann ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine niedere Alkylgruppe oder eine niedere Alkoxygruppe sein, wobei es sich "bei dem Halogenatom um Chlor, Brom, Jod oder Fluor handeln kann. Als niedere Alkylgruppe kommen Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl- oder tert.-Butylgruppen oder dgl. in Präge.

Als niedere Alkoxygruppen kommen z. B. Methoxy-, Äthoxy-, n-Propoxy-, Isopropoxy-, n-Butoxy-, Isobutoxy- oder tert.-Butoxygruppen in Frage.

Als Alkalimetallsalze oder Erdalkalimetallsalze der o-Sulfobenzoesäure der Formel (I) kommen die Alkalimetallsalze (c), (d) und (e) und die Erdalkalimetallsalze (f), (g) und (h) oder Mischungen derselben in Frage. Typische Alkalimetalle umfassen Natrium, Kalium oder dgl. und typische Erdalkalimetalle umfassen Magnesium, Calcium, Barium oder dgl.

o-Sulfobenzoesäure (I) kann hergestellt werden durch Oxydation von Toluolsulfonsäure oder durch.SuIfonierung von aromatischen Carbonsäuren. Die Monometallsalze (c) und (f) können hergestellt werden durch Aussalzen der entsprechenden o-Sulfobenzoesäure (I). Die Dimetallsalze (e), (g) und (h) können durch Neutralisieren der entsprechenden o-Sulfobenzoesäure (i) mit einem Alkalimetallhydroxid oder einem Erdalkalimetallhydroxid hergestellt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt als erste Stufe eine Umsetzung von Phosgen mit der o-Sulfobenzoesäure (I) oder dem Alkalimetallsalz oder dem Erdalkalimetallsalζ der o-Sulfobenzoesäure (I) in Gegenwart von Dimethylformamid sowie in zweiter Stufe die Umsetzung des Alkohols mit dem Reaktionsprodukt der ersten Stufe sowie schließlich in dritter Stufe die Umsetzung von Ammoniak mit dem Reaktionsprodukt der zweiten Stufe.

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Die Reaktion von Phosgen mit o-Sulfobenzoesäure (I) oder dem Alkalimetallsalz oder dem Erdalkalimetallsalz derselben in Gegenwart von Dimethylformamid in der ersten Stufe kann gewöhnlich in einem organischen Lösungsmittel durchgeführt werden. Die bei der Reaktion eingesetzte Menge des Dimethylformamids liegt vorzugsweise im Bereich von weniger als 1 Mol und speziell im Bereich von 0,01 - 0,3 Mol und insbesondere im Bereich von 0,03 - 0,1 Mol pro Mol der ö-Sulfobenzoesäure oder des Alkalimetallsalzes oder Erdalkalimetallsalzes derselben. Man kann auch einen Überschuß Dimethylformamid anwenden, obgleich dies nicht wirtschaftlich ist. Die Phosgenmenge übersteigt vorzugsweise die äquivalente Menge. Insbesondere wird Phosgen in einem Überschuß von 5 - 20 $ angewandt. Phosgen kann direkt in das Reaktionssystem eingeführt werden. Man kann Phosgen aber auch unter vorheriger Auflösung in einem inerten organischen Lösungsmittel wie Tetrachlorkohlenstoff, Toluol oder dgl. verwenden. Als inerte organische Lösungsmittel kommen aliphatische Kohlenwasserstoffe in Präge, wie Cyclohexan, η-Hexan oder dgl.; Halogenkohlenwasserstoffe, wie Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Tetrachloräthylen oder dgl.; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, Chlorbenzol oder dgl.; Äther, wie Diäthyläther, Dibutyläther, Dioxan oder dgl.; Ketone, wie Aceton, Methyläthylketon, Methylisopropylketon oder dgl.; Nitrile, wie Acetonitril, Propionitril oder dgl. und Ester, wie Äthylacetat, Butylacetat oder dgl. Die Reaktionstemperatur und die Reaktionsdauer hängen ab von der Art der aromatischen SuIf ο carbonsäure, des Alkalimetallsalzes oder des Erdalkalimetallsalzes derselben, sowie von der Geschwindigkeit der Phosgenzufuhr. Die Reaktionstemperatur liegt gewöhnlich im Bereich von 20 - 150 ⁰C und insbesondere im Bereich von 40 - 100 ⁰C. Die Reaktionsdauer liegt gewöhnlich im Bereich von 5 - 7 h und kann insbesondere kürzer als 8 h sein.

In der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Alkohol (II) mit dem Reaktionsgemisch der ersten Stufe

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umgesetzt. Man kann den Alkohol direkt mit der Reaktionsmischung ohne irgendwelche weitere Behandlung nach der ersten Stufe umsetzen. Ferner kann man den Alkohol mit dem eingeengten Reaktionsprodukt der ersten Stufe umsetzen, welches durch Abdestillieren des inerten organischen Lösungsmittels von der Reaktionsmischung nach der ersten Stufe erhalten wird. Der "bei der Reaktion eingesetzte Alkohol (II) ist vorzugsweise ein niederer Alkohol, wie Methanol, Äthanol, n-Propanol, n-Butanol oder dgl. Die Menge des Alkohols liegt gewöhnlich im Bereich von 0,5 - 8,0 Molen und insbesondere im Bereich von 1,0 - 5,0 Molen pro 1 Mol o-Sulfo"benzoesäure (i) oder des Alkalimetallsalzes oder des Erdalkalimetallsalzes derselben. Die Reaktionstemperatür liegt vorzugsweise im Bereich von 5 - 40 ⁰C und insbesondere von 15 - 30 ⁰C. Die Reaktionsdauer liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 - 1 h und kann insbesondere kurzer als 2 h sein.

In der dritten Stufe wird das Reaktionsprodukt der zweiten Stufe mit Ammoniak umgesetzt. Dies kann derart geschehen, daß man Ammoniak in das bei der zweiten Stufe erhaltene Reaktionsgemiseh einleitet. Es ist bevorzugt, die Reaktion derart durchzuführen, daß man eine wässrige Lösung von Ammoniak mit dem Reaktionsgemisch der zweiten Stufe vermischt. Die Menge des Ammoniaks liegt vorzugsweise im Bereich von 3,5 - 4,5 Molen pro 1 Mol o-Sulfοbenzoesäure (I) oder des Alkalimetallsalzes oder des Erdalkalimetallsalzes derselben. Es ist bevorzugt, eine 4- bis 28^-ige wässrige Lösung von Ammoniak einzusetzen. Die Reaktionstemperatür liegt gewöhnlich im Bereich von 5 - 35 ⁰O. Falls erwünscht, kann die Reaktion unter Kühlung durchgeführt werden.

Nach der Reaktion mit Ammoniak liegt das Ammoniumsalζ des 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxids (III) vor. Das angestrebte 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid (III) kann erhalten werden, indem man es durch Zugabe einer Mineralsäure wie Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure oder dgl. ausfällt.

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Beim erfindungsgemäßen Verfahren erhält man das angestrebte 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid (III) auf einfache Weise in hoher Reinheit. Die Ausbeute bezogen auf o-Sulfobenzoesäure beträgt mehr als 80 ^, so daß das Verfahren sich sehr gut für die industrielle Durchführung eignet.

Die Positionen der Substituenten der 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxide (III) können wie folgt bezeichnet werden:

Typische 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxide (III), welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar sind, umfassen:

1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 6-ITuor-1,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 6-Chlor-1,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 6-Brom-1,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 6-Jod-1,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 5,6-Dichlor-i,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 5-Nitro-1 ,2-benzoisothiazol-3-on-1 ,1-dioxid, 6-ITitro-1,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 6-Methyl-1,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 5,7-Dimethyl-1,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 5-Methyl-6-nitro-1,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 6-Methoxy-1,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 5,6-Dimethoxy-1,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid, 6-Äthoxy-1,2-benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid oder dgl.

Im folgenden sollen die besonderen Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zusammengestellt werden. (1) Die Reaktionsstufen sind kurz. Die angestrebten 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxide (III) können kontinuierlich in hoher Ausbeute aus o-Sulfobenzoesäuren erhalten

werden, ohne daß man die Zwischenstufen,welche bei den

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einzelnen Stufen auftreten, zum Zwecke der Reinigung abtrennt, so daß das Verfahren ohne komplizierte "ferfahrensschritte durchführ "bar ist.

(2) Die angestrebten 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxide (III) können in hoher Reinheit erhalten werden. Sie enthalten insbesondere keine Toluolsulfonamide, welche auf den menschlichen Körper toxisch wirken. Demgemäß ist das nach diesem Verfahren herstellbare 1 ^-Benzoisothiazol^-on-i, 1-dioxid hervorragend als Süßstoff für den menschlichen Verzehr verwendbar.

(3) Das herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Chlorsulfonylbenzoylchloriden (welche bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Zwischenstufe auftreten) ist äußerst kompliziert, da hierbei das Alkalimetallsalz oder Ammoniumsalz der Sulfobenzoesäure mit einem Gemisch von Phosphorpentachlorid und Phosphoroxychlorid umgesetzt wird oder da hierbei eine Chlorsulfonierung der Benzoesäure und nachfolgende Chlorierung des erhaltenen Reaktionsprodukts mit Thionylchlorid durchgeführt wird.

Demgegenüber kann man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der ersten Stufe sowohl die Carboxylgruppe als auch die Sulfonsäuregruppe der o-Sulfobenzoesäure simultan und unter milden Bedingungen chlorieren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1 Herstellung von 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid Erste Stufe:

In einen mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Kühler und einem Tropftrichter ausgerüsteten Vierhalskolben gibt man 20,2 g (0,1 Mol) o-Sulfobenzoesäure, 75 ml Tetrachlorkohlenstoff und 0,22 g (0,003 Mol) Dimethylformamid. Die Mischung wird bei 70 - 75 ⁰C gerührt und 75 ml einer Lösung von Phosgen

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in Tetrachlorkohlenstoff (Phosgengehalt: 30 % W/V; 0,22 Mol) werden tropfenweise hinzugegeben und während 7 h umgesetzt. Nach der Reaktion wird Stickstoff gas eingeleitet, um das überschüssige Phosgen zu entfernen.

Zweite Stufe:

In einen Dreihalskolben, welcher mit einem Rührer und einem Thermometer ausgerüstet wird, gibt man 12,8 g (0,4 Mol) Methanol sowie die Gesamtmenge des Reaktionsgemische der ersten Stufe und das Ganze wird bei 15 ⁰C während 1 h umgesetzt.

Dritte Stufe:

In einen mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Kühler und einem Tropftrichter ausgerüsteten Vierhalskolben gibt man 90 g (0,42 Mol) einer 8^-igen wässrigen Lösung von Ammoniak. Das Reaktionsgemisch der zweiten Stufe wird tropfenweise zu der wässrigen Lösung des Ammoniaks bei 15 - 20 ⁰C unter Rühren gegeben und die Reaktion wird während 4 h fortgesetzt. Nach der Reaktion wird die organische Phase von der Phase der wässrigen Lösung abgetrennt und 6N-HC1 wird tropfenweise zu der Phase der wässrigen Lösung unter Rühren gegeben, wobei der pH auf 1 eingestellt wird. Die ausgeschiedenen Kristalle werden abfiltriert und mit 30 ml Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhält 15,1 g weiße Kristalle des 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxids mit einem Schmelzpunkt von 227 - 229 °C (Ausbeute 82,4 i° bezogen auf o-Sulfobenzoesäure). Die Reinheit des erhaltenen 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxids beträgt 99,8 #, bestimmt nach der Neutralisations-Titrations-Methode.

Beispiel 2 Herstellung von 1,2-Benzoisothiazol-3--on-1,1-dioxid Erste Stufe:

In einen Vierhalskolben, welcher mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Kühler und einem Phosgeneinleitungsrohr ausgerüstet ist, gibt man 24,0 g (0,1 Mol) des Monokaliumsalzes der o-Sulfobenzoesäure

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- 15 -

COOH

SO₃K

Sodann werden 150 ml Toluol und 0,22 g (0,003 Mol) Dimethylformamid hinzugegeben. Die Mischung wird bei 80 ⁰C gerührt und 23 g Phosgen werden während 4 h eingeleitet. Die Reaktion wird unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 80 - 90 ⁰C am Rückfluß unter Rühren während 3 h fortgesetzt. Nach der Reaktion wird Stickstoffgas eingeleitet, um das überschüssige Phosgen zu entfernen. Das Reaktionsgemisch wird abfiltriert, um das ausgeschiedene Kaliumchlorid abzutrennen. Das Filtrat wird eingeengt, wobei man ein farbloses Produkt erhält.

Zweite Stufe:

In einen mit einem Rührer und einem Thermometer ausgerüsteten Dreihalskolben gibt man 13,8 g (0,3 Mol) Äthanol. Das Produkt der Stufe 1 wird ebenfalls hinzugegeben. Die Reaktion wird unter Rühren bei 10 ⁰C während 1 h durchgeführt.

Dritte Stufe:

In einen mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Kühler und einem Tropftrichter ausgerüsteten Vierhalskolben gibt man 71,0 g (0,42 Mol) einer 10^-igen wässrigen Lösung von Ammoniak. Das in der zweiten Stufe erhaltene R eak ti ons gemisch wird tropfenweise zu der wässrigen Lösung des Ammoniaks bei 15-20 C unter Rühren gegeben und die Reaktion wird während 4 h fortgesetzt. Nach der Reaktion setzt man -6N-HC1 tropfenweise unter Rühren dem Reakti ons gemisch zu, um den pH auf 1 einzustellen. Die ausgeschiedenen Kristalle werden abfiltriert und mit 30 ml Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhält 16,0 g weiße Kristalle von 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxid mit einem Schmelzpunkt von 228 - 229 ⁰O (Ausbeute 87,3 % bezogen auf o-Sulfobenzoesäure).

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Beispiel 3

Nach dem Verfahren des Beispiels 2 leitet man Phosgen in eine Lösung von jeweils verschiedenen o-Sulfobenzoesäuren (I) oder Alkalimetallsalzen oder Erdalkalimetallsalζen derselben in dem inerten organischen Lösungsmittel in Gegenwart des Dimethylformamids ein (erste Stufe). In der zweiten Stufe werden jeweils verschiedene Alkohole umgesetzt und schließlich wird die wässrige Lösung des Ammoniaks in dritter Stufe mit dem Reaktionsprodukt umgesetzt. Das erhaltene Endprodukt wird durch Zugabe von Chlorwasserstoffsäure ausgefällt. Man erhält verschiedene 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxide. Die Bedingungen der ersten, der zweiten und der dritten Stufe sowie die Ergebnisse sind in den Tabellen und 2 zusammengestellt.

6098 8 2/1U3

Tabelle 1

Ver- Ausgangssuch material Nr. (Menge (g))

Erste Stufe

Menge an "Lösungs- 'Phos- 'Reaktion

Dimethyl- mittel gen- Temperaformamid (Menge menge tür (g) (ml)) (g) ₍o_c)

Dauer (H)

COOH

0.25

28. 1

Chlor·- 22.0 90

benzol
120

COOK

Br' "^ SO₃K 35.8

0.25 Xylol -23.0 120

90

el

COOH

0.22 Tetrachloxkphlenr-23. 0 stoff
120

23.7 75

ei·

COOHv

0.25 Chlor· benz .öl 25. 5 120

23.6

COOH SO₃H

0.25 Toluol 22.0 120

22.0 95

90

COOH

°·²² •Tetrachlor äthylen 22.0 120

24.7 90

COOK

0.30

32.4 Isopropyl
m ethyläthyl-22.0 ketoni
120

80

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2616.6 IL

- 18 Tabelle 1 Portsetzung

Ver- Zweite Stufe Dritte Stufe

such _R0H (J₁) Reaktion Menge an Reaktion

^Nr· Menge Temp. Dauer 10% NH,aqu Temp. Dauer

Methanol
1 12.8 15 1 70 20 4

Methanol
2 16.0 15 1 70 20 4

Äthanol
3 -18.4 15 1 70 20 4

M. ethanol
4 15.0 15 1 70 20 4

n-Propanol

5 24.0 15 1 70 20

Äthanol
6 17.0 15 1 70 20 4

M ethanol
7 15.0 15 1 70 20 4

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Tabelle 1 Fortsetzung

Versuch

Nr.

Produkt

Schmelzpunkt Menge (⁰C) (g)

Ausbeute

Il C

NH 215 - 217 21.5 82.0

Br ^ SO₂

Il C

Br >^^x^ SO₂'

NH 215 - 217 ' 22.0 83.9

Il

c-

NH 216 - 218 18.0 82.7

Cl "^⁵^ SO₂'

so;

NH 216 - 218 17.7 81.3

Il

C\

^SO2

NH 200 - 202 ■ 16.6 82.5

O₉N

Ct

NH 207 - 209 19.3 84.6

so-

II C

OnN ^ SO,

NH 207 - 209 19.0 83.3

609882/ 1 U3

	]	9	]	10	O	11	. - -	1	H₃CO	12	H₅	13	^H3	27.0	Erste	-	20 -	22	Lösungs-]	26	75	16 6.11	7
					H₃CT^ '						Menge	Tabelle 2		mittel
				25.4		^H3						(Menge)
Ver such								(ml)
	Aus- ffäHö"S—	ioC^-c^N^			Stufe		Aceto	Ebos- Reaktion
	mate		24.6		an	30	nitril	gen- Temp.	75	Dauer	7
	rial				Dimethyl		120	^meng^e(⁰C)		(h)
	(Menge)				formamid			(g)
	(g)	CH₃	Ϊ	'COOH			Tetra-
8		23.0	CO '^^				chlor-	23.0
		I₃C_n^w	30.0	SO₃K	0.	30	kohlen-		80	7
	Xl					stoff-
	N "^iX^					120
29.9	'COOH
			30	Chlor -	23.0	85	7
Γ Π	SO₃H	0.		benzol
				120

COOH
		40	Xylol	23.0	80	7
SO₃K	0.		120

COOH
		40		23.0	85	7
	0.		Toluol
SOqH			120

COOH		Chlor- -
		benzol	22.0
SO₃H	0.	120

COOH
			22. 0
SO₃K	0.

6 0 9 8 8 2/1 1 U3

Tabelle 2 Fortsetzung

Ver- Zweite Stufe Dritte Stufe

_Nr ROH (II) Reaktion Menge an Reaktion

Menge Temp. Dauer 10^NH,aqu Temp. Dauer

^(g) (⁰C) (h) (⁰C) (h)

n-Butanol 20 1 70 20

22. 2

.Methanol 20 1 70 20

15.0

10	Äthanol	20	1	70	20	4	i	4
	16.0
11	Äthanol	20	1	70	20	4	4
	16.0
12	Methanol	20	1	70	20
	15.0
13	Methanol	20	1	70	20
	15.0	•

609882/1 U 3

Tabelle 2 Portsetzung

Versuch.

Produkt

Schmelzpunkt

(⁰C)

Menge (g)

Ausbeute

Hc

H₃C

CH,

O₂N-^^^ SO₂

H₃CO

Il

fl NH

SOi'

H₅C₂O'

H₃CO

NH SO₂^

NH 247 - 249 17.1 86.7

NH 261 - 263 17.5 82.8

NH 211 - 213 20.0 82.6

269 - 271 18.4 86.3

NH 257 - 258 19.2 84.5

278 - 290 20.2 83.0

609882/1 1

Claims

PATENTAN SP RÜCHE

<U Verfahren zur Herstellung von 1,2-Benzoisothiazol-3-on-1,1-dioxiden der allgemeinen Formel

wobei X ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Nitrogruppe, eine niedere Alkylgruppe oder eine niedere Alkoxygruppe "bedeutet und wobei Y ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine niedere Alkylgruppe oder eine niedere Alkoxygruppe "bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man in erster Stufe Phosgen mit o-Sulfo"benzoesäure der Formel ■

COOH
SO₃H

oder einem Alkalimetallsalz oder einem Erdalkalimetallsalz derselben in Gegenwart von Dimethylformamid umsetzt und nachfolgend in zweiter Stufe einen Alkohol der Formel ROH, wobei R eine niedere Alkylgruppe bedeutet, mit dem Reaktionsprodukt umsetzt und danach in dritter Stufe Ammoniak mit dem erhaltenen Reaktionsprodukt umsetzt.

2·. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die zweite Reakti ons stufe ohne Auftrennung der erhaltenen Mischung von Chlorsulfonylbenzoylchlorid und Dichlortolylsulton durchführt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Reaktionsstufe unter

609882/1U3

Zugabe einer Lösung von Phosgen in einem inerten Lösungsmittel durchführt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Reaktionsstufe unter Einleitung von Phosgen in eine Lösung von o-Sulfobenzoesäure oder einem Alkalimetallsalz oder einem Erdalkalimetallsalz derselben in einem inerten Lösungsmittel durchführt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionsmischung der ersten Reaktionsstufe abfiltriert und einengt und das eingeengte Reaktionsgemisch bei der zweiten Reaktionsstufe einsetzt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man· die Reaktionsmischung der zweiten Stufe mit einer wässrigen Lösung von Ammoniak vermischt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man in das Reaktionsgemisch der zweiten Stufe Ammoniakgas einleitet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Dimethylformamid im Bereich von 0,01 bis 0,3 Molen pro 1 Mol o-Sulfobenzoesäure oder des Alkalimetallsalzes oder des Erdalkalimetallsalzes derselben beträgt.

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