DE3021566C2

DE3021566C2 -

Info

Publication number: DE3021566C2
Application number: DE3021566A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Nakayasu; Osamu Furuya; Chozo Inoue; Soyao Yokohama Kanagawa Jp Moriguchi
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1979-06-08
Filing date: 1980-06-07
Publication date: 1990-05-03
Also published as: ES492210A0; FR2458537B1; FR2458537A1; ES8104196A1; CA1111444A; IT8067867A0; CH643528A5; GB2051797B; IT1130477B; DE3021566A1; GB2051797A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von β-Chloralanin durch Reagierenlassen einer Bisulfit- oder Sulfitadditionsverbindung von Chloracetaldehyd in wäßriger Lösung zunächst mit Ammoniak und dann mit Hydrocyansäure oder einem Salz davon, gefolgt von einer Hydrolyse des entstandenen α-Amino-β-Chlorpropionitril unter acidischen Bedingungen.

β-Chloralanin selbst ist eine der Aminosäuren mit physiologischer Aktivität (siehe J. Biol. Chem. 252, 3170). β-Chloralanin ist außerdem als Zwischenmittel für die Synthese beispielsweise verschiedener pharmazeutischer Verbindungen und pestizischer Verbindungen, z. B. Antiobiotika (z.B. Cycloserin) und schwefelhaltiger Aminosäuren (z. B. Cystin) oder Cystein, brauchbar.

Weil jedoch ein Herstellungsverfahren für β-Chloralanin nicht bekannt ist, das aus wirtschaftlicher Sicht industriell verwertbar wäre, findet β-Chloralanin als Zwischenprodukt für die Synthese von pharmazeutischen Verbindungen und Pestiziden keine große Anwendung. Beispielsweise sind bekannte Verfahren zur Herstellung von β-Chloralanin ein Verfahren zum Substituieren von Chlor für die Hydroxylgruppe von Serin (siehe J. Chem. Soc. Seite 1968, 1969) und ein Verfahren zum Chlorieren von Cystin (siehe Ber. 93, Seite 782, 1960). Weil bei diesen Verfahren jedoch teure Ausgangssubstanzen benutzt werden, sind diese Verfahren für die industrielle Herstellung von β-Chloralanin nicht geeignet. Ebenso sind in J. Gen. Chem. USSR, 37, 1967, S. 1173-1180 und der DE-OS 14 93 975 Verfahren zur Herstellung von Chloralanin beschrieben. Es findet sich hier jedoch kein Hinweis auf die Herstellung von b-Chloralanin aus Chloracetaldehyd.

Ferner ist eine sogenannte Strecker-Synthese bekannt, um Aminosäuren industriell synthetisch herzustellen (vgl. Weygand-Hilgetag, Organisch-Chemische Experimentierkunst, 4. Auflage, 1970, S. 532). Jedoch erhält man bei der Strecker-Synthese aus Chloracetaldehyd kein β-Chloralanin. Wenn Chloracetaldehyd mit Hydrocyansäure und Ammoniak zur Reaktion gebracht wird, entsteht β-Chlorlactonitril, das durch die Addition einer Cyangruppe von Chloracetaldehyd entsteht. Weil jedoch die Aminierung der Hydroxylgruppe des entstandenen Chlorlactonitril mit Ammoniak extrem schwierig ist, erhält man das gewünschte a-Amino- β-Chlorpropionitril nicht, das das Zwischenprodukt für die Synthese von β-Chloralanin ist. Selbst in dem Fall, daß Chloracetaldehyd zunächst mit Ammoniak zur Reaktion gebracht wird, um α-Amino-β-Chloräthanol entstehen zu lassen, und dann eine Reaktion mit Blausäure oder den Salzen davon hervorgerufen wird, entsteht nicht α-Amino-b-Chlorpropionitril, vielmehr entsteht β-Chlorlactonitril durch das Ersetzen der Aminogruppe von α-Amino-β- Chloräthanol durch eine Cyangruppe. Ferner erfolgt in dem Fall, daß β-Chlorlactonitril mit konzentriertem Ammoniak unter heftigen Reaktionsbedingungen zum Zwecke der Herstellung von α-Amino-β-Chlorpropionitril zur Reaktion gebracht wird, die Zersetzung von β-Chlorlactonitril.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, die vorstehend genannten Probleme des Standes der Technik zu beseitigen und ein Verfahren zur Herstellung von b-Chloralanin aus Chloracetaldehyd mit hoher Selektivität zu schaffen.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung von β- Chloralanin vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine durch Umsetzung von Chloracetaldehyd in wäßriger Lösung mit einem Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumbisulfit erhaltene Bisulfitadditionsverbindung oder die entsprechende Ammoniumsulfitadditionsverbindung in wäßriger Lösung mit Ammoniak zur Reaktion bringt, das dabei gebildete α-Amino-β-chloräthansulfonat mit Hydrocyansäure oder einem Salz davon in Gegenwart eines mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittels umsetzt und dabei das entstehende α-Amino-β-chlorpropionitril in die organische Phase extrahiert und das α-Amino-β-chlorpropionitril, ggf. nach Überführung in das Hydrochlorid, unter sauren Bedingungen hydrolysiert.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 und 2 das Massenspektrum und das IR-Spektrum des Zwischenprodukts, α-Amino-β-chloräthansulfonsäure,

Fig. 3 das Massenspektrum des Zwischenprodukts α-Amino-β-chlorpropionitril,

Fig. 4 das IR-Spektrum von α-Amino-β-chlorpropionitrilhydrochlorid und

Fig. 5 das NMR-Spektrum von a-Amino-β-chlorpropionitril.

Die Bisulfitadditionsverbindung von Chloracetaldehyd erhält man ohne weiteres durch Reagierenlassen von etwa äquimolaren Mengen von Chloracetaldehyd und Bisulfit in einer wäßrigen Lösung bei Raumtemperatur. Jedes wasserlösliche Bisulfit kann für die Bildung von Bisulfitadditionsverbindungen von Chloracetaldehyd benutzt werden. Beispiele für typische Bisulfite sind: Alkalimetallsalze wie Lithium, Natrium, Kalium, alkalische Erdmetallsalze wie Calcium oder Magnesium und Ammoniumsalz. Das am meisten bevorzugte Bisulfit ist Ammoniumbisulfit.

Obgleich die Mengen der Bisulfite und des Chloracetaldehyds, die zur Bildung der Bisulfitadditionsverbindungen benutzt werden, innerhalb eines großen Bereichs variiert werden können, beträgt das Molverhältnis von Bisulfit zu Chloracetaldehyd vorzugsweise 1 : 0,8-1,2. Obgleich eine weitere Überschußmenge der einen oder der anderen Verbindung benutzt werden kann, bringt das Arbeiten mit einer Überschußmenge der einen oder der anderen Verbindung nicht nur kein vorteilhaftes Ergebnis hervor, sondern ist auch unwirtschaftlich. Ferner besteht die Gefahr, daß das Arbeiten mit einer Überschußmenge der einen oder der anderen Verbindung zu unerwünschten Nebenprodukten führt.

Anstelle der Bisulfite kann Ammoniumsulfit zur Bildung der Sulfitadditionsverbindung von Chloracetaldehyd benutzt werden. Die Verwendung der anderen Sulfite wie Alkalimetallsulfite und alkalische Erdmetallsulfite ist jedoch für die Bildung der Sulfitadditionsverbindung von Chloracetaldehyd nicht geeignet, weil die entstehende Sulfitadditionsverbindung die gewünschten α-Amino-β-chloräthansulfonate mit guter Ausbeute im anschließenden Reaktionsschritt nicht bildet. In dem Fall, daß Bisulfit mit Chloracetaldehyd unter alkalischen Bedingungen zur Reaktion gebracht wird, sollte in gleicher Weise Ammoniumbisulfit benutzt werden. Das liegt daran, daß bei Reaktion von Bisulfit mit Chloracetaldehyd unter alkalischen Bedingungen das entsprechende Sulfit im wesentlichen mit Chloracetaldehyd in Reaktion tritt, um die Sulfitadditionsverbindung von Chloracetaldehyd entstehen zu lassen.

Die Bisulfit- (oder Sulfit-) Additionsverbindung von Chloracetaldehyd wird dann mit Ammoniak in einem wäßrigen Medium zur Reaktion gebracht. Das Ammoniak kann in der Form gasförmigen oder flüssigen Ammoniaks oder der wäßrigen Lösung davon benutzt werden. Obgleich die Menge an Ammoniak, das in der Reaktion benutzt wird, je nach Art der Bisulfite und des Sulfits und des gasförmigen oder flüssigen Ammoniaks oder der wäßrigen Lösung davon variiert werden kann, soll das Molverhältnis von Ammoniak zu Chloracetaldehyd vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5, noch besser zwischen 2 und 4 liegen. Obgleich es keine kritische Reaktionstemperatur oder Reaktionszeit gibt, wird diese Reaktion allgemein bei einer Temperatur von 0 bis 50°C, noch besser zwischen 20 und 30°C für die Dauer von 0,5 bis 2 Stunden durchgeführt. Man erhält also α-Amino-β-chloräthansulfonate ClCH₂CH(NH₂)SO₃M (M=NH₄, Na, K, 1/2 Ca, 1/2 Mg usw.). Diese α-Amino-β-chloräthansulfonate und a-Amino-β-chloräthansulfonsäure sind neue Verbindungen. Die α-Amino-β-chloräthansulfonsäure oder die Salze davon können aus der wäßrigen Lösung gewonnen werden, die sie enthält, indem die Überschußmenge an Ammoniak mit einer Mineralsäure (z. B. Schwefelsäure, Salzsäure) neutralisiert wird und der pH-Wert der Lösung auf einen isoelektrischen Punkt gesenkt wird. Das Massenspektrum und das IR-Spektrum der α-Amino-β-chloräthansulfonsäure ClCH₂CH(NH₂)SO₃H sind in Fig. 1 bzw. 2 dargestellt.

Das Ergebnis der Elementenanalyse von α-Amino-b-chloräthansulfonsäure, die in dieser Weise entstanden ist, ist das folgende:

Ermittelt:
H 3,71%; C 15,31%; N 8,17%; Cl 21,84%

Errechnet (als C₂H₆NO₃SCl):
H 3,79%; C 15,05%; N 8,78%; Cl 22,22%.

Das α-Amino-β-chloräthansulfonat, das durch die Reaktion der Bisulfit- (oder Sulfit-) Additionsverbindung von Chloracetaldehyd und Ammoniak entstanden ist, wird mit Blausäure oder deren Salze (z. B. Alkalimetallsalze, alkalische Erdmetallsalze oder Ammoniumsalz) zur Reaktion gebracht, um α-Amino-β-chlorpropionitril entstehen zu lassen. Weil α-Amino-β-chlorpropionitril eine sehr unstabile Substanz ist, besonders in wäßriger Lösung, muß besondere Vorsicht während des Vorgangs dieser Reaktion walten gelassen werden.

Die Reaktion wird dadurch vorgenommen, daß ein geeignetes organisches Lösungsmittel benutzt wird, das mit Wasser nicht mischbar ist, so daß das entstehende α-Amino-β-chlorpropionitril schnell in die organische Phase umgesetzt wird. Nachdem einmal α-Amino-β-chloräthansulfonat aus einem wäßrigen Reaktionsgemisch getrennt worden ist, kann das getrennte α-Amino-β-chloräthansulfonat natürlich mit Hydrocyansäure oder den Salzen davon in einem geeigneten organischen Lösungsmittel zur Reaktion gebracht werden. Die Reaktion wird in einem Apparat durchgeführt, bei dem ein Reaktionsgefäß mit einem Extraktor und einem Abklärgefäß verbunden ist. Das in der Reaktion entstehende α-Amino-β-chlorpropionitril wird kontinuierlich mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel aus dem wäßrigen Reaktionsgemisch extrahiert.

Die organischen Lösungsmittel, die bei dieser Reaktion benutzt werden, sind jene, die unter den Reaktionsbedingungen stabil sind, die nicht reagieren und die Reaktionsmittel oder das Produkt nicht zersetzen, die die Reaktionsmittel nicht ohne weiteres auflösen, das Produkt oder mühelos auflösen, und die nicht mit Wasserstoffchlorid reagieren. Beispiele für ein solches organisches Lösungsmittel sind Kohlenstofftetrachlorid, Chloroform, Methylenchlorid, Trichloräthylen, n-Hexan, n-Pentan, Cyclohexan, Diäthyläther, Diisopropyläther, Benzol, Toluol, Xylen, Chlorbenzol, Äthylbenzol. Das am besten geeignete organische Lösungsmittel ist Äthylacetat, Äthylenglycolmonäthylätheracetat, Propionitril oder Propylencarbonat.

Die Menge an Hydrocyansäure oder den Salzen davon (z. B. Natriumcyanid, Kaliumcyanid), die in dieser Reaktion benutzt wird oder werden, beträgt vorzugsweise eine stöchiometrische Menge oder mehr davon. Praktisch gesprochen liegt die Menge an Hydrocyansäure oder den Salzen davon im Bereich von 2,0 bis 5,0 Mol, basierend auf 1 Mol α-Amino-β-chloräthansulfonat. Obgleich es keine kritische Reaktionstemperatur oder Reaktionszeit gibt, wird die Reaktion vorzugsweise bei einer Temperatur von 0 bis 30°C, noch besser bei 5 bis 10°C für die Dauer von 5 bis 24 Stunden vorgenommen.

Das erhaltene a-Amino-β-chlorpropionitril und die Salze davon sind ebenfalls neue Verbindungen. Weil das entstandene α-Amino-β-chlorpropionitril eine unstabile Substanz ist, wird das Produkt als Hydrochlorid gewonnen, indem trockenes Wasserstoffchloridgas in die organische Lösung eingeführt wird, die dasselbe enthält. Das α-Amino-β-chlorpropionitrilhydrochlorid wird in der Form von Kristallen in der organischen Lösung gefällt und kann dann in bekannter Weise isoliert werden.

Das Massenspektrum von in dieser Weise erhaltenem α-Amino-β-chlorpropionitril ist in Fig. 3 gezeigt. Das IR-Spektrum von α-Amino-β-chlorpropionitrilhydrochlorid ist in Fig. 4 dargestellt, und das NMR-Spektrum von α-Amino-b-chlorpropionitril ist in Fig. 5 dargestellt.

Das Ergebnis der Elementenanalyse von α-Amino-β-chlorpropionitrilhydrochlorid ist das folgende:

Ermittelt:
H 4,80%; C 24,05%; N 19,60%; Cl 53,00%.

Errechnet (als C₃H₆N₂Cl₂):
H 4,29%; C 25,56%; N 19,87%; Cl 50,29%.

Erfindungsgemäß wird das entstandene α-Amino-β-chlorpropionitril in einer organischen Lösung durch die Addition von Mineralsäuren wie Hydrochlorsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure hydrolysiert, nachdem die wäßrige Lösungsphase, falls vorhanden, von der organischen Lösungsphase getrennt worden ist. Die organische Lösung wird erhitzt, um das organische Lösungsmittel wegzuverdampfen, und dann wird sie einer Hydrolyse unter azidischen Bedingungen bei einer Temperatur von beispielsweise 80 bis 100°C für die Dauer von 0,5 bis 2 Stunden unterzogen. Das β-Chloralanin kann wie folgt gewonnen werden.

Beispielsweise wird die wäßrige Lösung, die β-Chloralanin enthält, zunächst konzentriert, und dann werden Alkohole wie Methanol, Äthanol oder dergleichen zugesetzt. Damit wird das Ammoniumsalz der Mineralsäuren aus der Lösung herauskristallisiert. Die entstehende Alkohollösung wird vom kristallisierten Ammoniumsalz getrennt, und dann wird ein geeignetes Lösungsmittel wie Äther der getrennten Alkohollösung zugesetzt, um das Mineralsäuresalz von β-Chloralanin zu kristallisieren. Die Kristalle können nach einer herkömmlichen Methode gereinigt werden, beispielsweise durch Rekristallisierung. Gegebenenfalls kann β-Chloralanin ferner als eine freie Aminosäure durch Neutralisierung der Alkohollösung des Mineralsäuresalzes von β-Chloralanin mit einer äquimolaren Menge beispielsweise von Pyridin und Triäthylamin gewonnen werden.

Erfindungsgemäß kann β-Chloralanin mit sehr hoher Selektivität gewonnen werden, ohne irgendeine nennenswerte Bildung von β- Chlorlactinsäure hervorzurufen.

Es ist ferner festgestellt worden, daß dann, wenn Kohlendioxid der α-Amino-β-chlorpropionitrillösung vor der Hydrolyse des α-Amino-β-chlorpropionitrils unter azidischen Bedingungen zugesetzt wird, das α-Amino-β-chlorpropionitril stabilisiert werden kann und deshalb β-Chloralanin mit hoher Reinheit mit hoher Ausbeute durch die Hydrolyse von α-Amino-β-chlorpropionitril erhalten werden kann. Das Kohlendioxid kann entweder in der Form eines Gases oder eines Feststoffes benutzt werden. Obgleich es keine kritische Menge an Kohlendioxid gibt, das in die wäßrige α-Amino-β-chlorpropionitrillösung eingeführt wird, beträgt, allgemein gesprochen, die Menge an Kohlendioxid eine solche Größe, daß der pH-Wert der wäßrigen Lösung 7 bis 6 wird oder daß die absorbierte Menge des Kohlendioxids 0,5 bis 1,0 Mol wird, bezogen auf 1 Mol des α-Amino-β-chlorpropionitrils. Um die Absorption des Kohlendioxids zu beschleunigen, kann die wäßrige α-Amino-β-chlorpropionitrillösung auf eine Temperatur von 10°C oder weniger gekühlt werden. Weil die Absorptionsgeschwindigkeit des Kohlendioxids sich mit der Zunahme der Konzentration des Aminonitrils erhöht, wird die Konzentration des Aminonitrils vorteilhafterweise auf 20 bis 60%, vorzugsweise 40 bis 50% eingestellt.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand einiger Beispiele weiter verdeutlicht, in denen alle Prozentangaben auf Gewichtsbasis beruhen, wenn nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

32 g Natriumbisulfitadditionsverbindung von Chloracetaldehyd wurden in einem Gemisch aus 50 ml 28%igen konzentrierten Ammoniakwassers und 50 ml Wassers aufgelöst, und das entstandene Gemisch ließ man eine Stunde lang bei Raumtemperatur reagieren. Dem Reaktionsgemisch wurden 100 ml Äthyläther zugesetzt. Danach wurden 10 g Natriumcyanid in 30 ml Wasser aufgelöst und die Lösung tropfenweise dem Reaktionsgemisch während eines Zeitraums von 15 Minuten zugesetzt, während das Reaktionsgemisch auf einer Temperatur von -10°C gehalten wurde. Während das Reaktionsgemisch auf einer Temperatur von -5°C bis 5°C gehalten wurde, ließ man dann das Reaktionsgemisch 6 Stunden lang unter heftigem Umrühren reagieren.

Nach Abschluß der Reaktion ließ man das Reaktionsgemisch stehen, wodurch sich die Ätherlösung abtrennte. Nach Entfernen der Ätherlösung aus der wäßrigen Lösung wurde die entstandene wäßrige Lösung mit 100 ml frischen Äthers extrahiert. Die Ätherlösungen wurden vereinigt, und dann wurden allmählich 50 ml konzentrierter Salzsäure zugesetzt. Danach wurde Äther abdestilliert, und die entstandene wäßrige Lösung wurde erhitzt und konzentriert, und zwar in einem kochenden Wasserbad für die Dauer einer Stunde. Der konzentrierten wäßrigen Lösung wurden 30 ml Äthanol zugesetzt, so daß sich Ammoniumchlorid niederschlug. Der getrennten Äthanollösung wurden 100 ml Äther zugesetzt, um 14 g β-Chloralaninhydrochlorid auszufällen. Die Molausbeute des in dieser Weise erhaltenen β-Chloralanin betrug 50%.

Beispiel 2

47 g einer 50%igen wäßrigen Lösung von Chloracetaldehyd wurden mit 60 g einer 50%igen wäßrigen Lösung von Ammoniumbisulfit gemischt, und dann ließ man das Gemisch eine Stunde lang bei Raumtemperatur reagieren. 50 ml 28%igen Ammoniakwassers wurden dem Gemisch zugesetzt, und das Ganze ließ man eine weitere Stunde bei Raumtemperatur reagieren. Danach wurden 100 ml Äthyläther zugesetzt, und danach wurden 50 ml einer wäßrigen Lösung, die 14,7 g Natriumcyanid enthielt, tropfenweise während eines Zeitraums von 15 Minuten unter heftigem Rühren zugesetzt, während das Reaktionsgemisch auf einer Temperatur von 10°C oder weniger gehalten wurde. Das Reaktionsgemisch ließ man 12 Stunden lang reagieren. Nach Abschluß der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise behandelt. Man erhielt 25,5 g β-Chloralaninhydrochlorid.

Beispiel 3

32 g Natriumbisulfit wurden in 60 ml Wasser aufgelöst, und dann wurden 26,3 g des Hemihydratkristalls von Chloracetaldehyd zugesetzt. Danach ließ man das Gemisch 2 Stunden lang bei Raumtemperatur reagieren. 60 ml 28%igen Ammoniakwassers wurden dem Reaktionsgemisch zugesetzt, und dann ließ man das Reaktionsgemisch eine weitere Stunde lang bei Raumtemperatur reagieren.

Das in dieser Weise erhaltene Reaktionsgemisch wurde in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise behandelt, außer daß Triäthylamin der Alkohollösung von β-Chloralaninhydrochlorid anstelle von Äthyläther im letzten Schritt zugesetzt wurde. Die Kristalle von β-Chloralanin wurden also durch Neutralisierung ausgefällt. Die Ausbeute an β-Chloralanin betrug 22 g.

Beispiel 4

54 g einer Ammoniumbisulfitadditionsverbindung von Chloracetaldehyd wurden in 50 ml Wasser aufgelöst, und dann wurden 60 ml Ammoniakwasser zugesetzt. Dieses Gemisch ließ man eine Stunde lang bei Raumtemperatur reagieren. Nachdem 100 ml Äthyläther dem Reaktionsgemisch zugesetzt worden waren, wurden 50 ml einer wäßrigen Natriumcyanidlösung, die 14,7 g Natriumcyanid enthielt, tropfenweise dem Reaktionsgemisch während eines Zeitraums von 15 Minuten zugesetzt, während man das Reaktionsgemisch auf einer Temperatur von 10°C oder weniger hielt. Das Reaktionsgemisch ließ man 15 Stunden lang bei einer Temperatur von 10°C unter heftigem Umrühren reagieren.

Nach Abschluß der Reaktion wurde die getrennte Ätherlösung aus der wäßrigen Lösung entfernt, und die entstandene wäßrige Lösung wurde mit 100 ml frischen Äthers extrahiert. Die Ätherlösungen wurden kombiniert, und dann wurde die kombinierte Lösung über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet.

Nachdem das Trocknungsmittel entfernt worden war, wurde trockenes Wasserstoffchlorid in die Ätherlösung eingeführt, während eine Kühlung mit Eiswasser erfolgte, wodurch die Ätherlösung mit Wasserstoffchlorid gesättigt wurde. Damit fiel α-Amino-β-chlorpropionitrilhydrochlorid aus. Die in dieser Weise ausgefällten Kristalle wurden von Äther getrennt und in 30 ml konzentrierter Salzsäurelösung aufgelöst. Die Lösung wurde erhitzt und konzentriert, und zwar in einem kochenden Wasserbad für die Dauer einer Stunde. Dem Konzentrat wurden 50 ml Äthanol zugesetzt, und das unlösliche Ammoniumchlorid wurde getrennt. 150 ml Äthyläther wurden der entstandenen Äthanollösung zugesetzt. Man erhielt damit 30 g β-Chloralaninhydrochloridkristalle.

Beispiel 5

26,3 g (0,3 Mol) Hemihydratkristalle von Chloracetaldehyd wurden vollständig in 62 g (0,31 Mol) einer 50%igen wäßrigen Ammoniumbisulfitlösung aufgelöst. Diese wäßrige Lösung wurde in ein Reaktionsgefäß gegeben, das mit einer perforierten Platte versehen war und das mit einem Abklärgefäß verbunden war. Dieser wäßrigen Lösung wurden 100 ml einer 30%igen wäßrigen Lösung von Ammoniak zugesetzt, und weiter wurde Ammoniakgas eingeleitet, so daß die wäßrige Lösung mit Ammoniak gesättigt wurde. Danach ließ man die wäßrige Lösung 2 Stunden lang bei Raumtemperatur reagieren. Das Reaktionsgemisch wurde auf 10°C abgekühlt. Während das Reaktionsgemisch auf einer Temperatur von 10°C gehalten wurde und während Ammoniakgas in das Reaktionsgemisch eingeleitet wurde, wurden 19,7 ml (0,6 Mol) einer 50%igen Blausäure dem Reaktionsgemisch zugesetzt. Nach dem Zusetzen der Blausäure wurde Methylenchlorid eingeleitet, während das Reaktionsgemisch heftig gerührt wurde. Die Methylenchloridschicht sammelte sich unter der perforierten Platte, die an dem unteren Teil des Reaktionsgefäßes befestigt war. Die Methylenchloridschicht wurde sukzessive zum Abklärgefäß syphoniert, in dem die wäßrige Schicht von der Methylenchloridschicht getrennt wurde und zum Reaktionsgefäß zurückgeleitet wurde. Die getrennte Methylenchloridlösung wurde aus dem Abklärgefäß abgezogen und in einem Sammelgefäß gesammelt.

In einer Weise, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, wurde die Extraktionsreaktion 3 Stunden lang durchgeführt, während Methylenchlorid in das Reaktionsgemisch in einer Menge von 5 ml/min eingeleitet wurde. Damit wurden 900 ml Methylenchlorid eingeleitet. Während der Extraktionsreaktion wurde das Reaktionsgemisch auf einer Temperatur von 10°C gehalten.

Die im Sammelgefäß gesammelte Methylenchloridlösung wurde bei einer Temperatur von 20 bis 30°C unter Unterdruck abdestilliert, und das entstandene flüssige α-Amino-β-chlorpropionitril wurde in 40 ml destilliertem Wasser in einem anderen Gefäß aufgelöst. In das Gemisch wurde Kohlendioxidgas 30 Minuten lang unter heftigem Umrühren eingeleitet. Nach dem Einleiten des Kohlendioxids wurde der pH-Wert des Gemisches 7. Deshalb wurden 100 ml konzentrierter Salzsäurelösung dem Gemisch zugesetzt, und dann wurde das Gemisch eine Stunde lang bei einer Temperatur von 95°C hydrolysiert. Nach der Hydrolyse wurde das Reaktionsgemisch auf einen Trockenzustand verdampft. Der Rückstand wurde mit 100 ml absoluten Äthanols extrahiert, und das unlösliche Ammoniumchlorid wurde entfernt. Äthanol wurde abdestilliert. Als Ergebnis erhielt man 31,2 g Chloralaninhydrochlorid. Die Ausbeute betrug 65%.

In einem Fall, bei dem das vorstehend beschriebene Beispiel 7 wiederholt wurde, außer daß die Neutralisierung von α-Amino-β-chlorpropionitril mit Kohlendioxidgas nicht durchgeführt wurde, erhielt man 28 g Chloralaninhydrochlorid, das mit braunen Teersubstanzen verunreinigt war. Die Ausbeute betrug 59,5%.

Beispiel 6

β-Chloralanin wurde aus 26,3 g Hemihydratkristallen von Chloracetaldehyd in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise hergestellt, außer daß erstens 32 ml 70%iger Hydrocyansäure benutzt wurden und zweitens die Extraktionsreaktionszeit 2,5 Stunden betrug und drittens die Gesamtmenge an bei der Extraktion benutzten Methylenchlorid 700 ml ausmachte.

Man erhielt 36 g β-Chloralaninhydrochlorid. Die Ausbeute betrug 75%.

Beispiel 7

β-Chloralanin wurde in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise hergestellt, außer daß erstens 46 ml 90%iger Hydrocyansäure benutzt wurden, zweitens die Extraktionsreaktionszeit 1,5 Stunden betrug und drittens die Gesamtmenge an bei der Extraktion benutzten Methylenchlorid 500 ml ausmachte.

Man erhielt 40 g β-Chloralaninhydrochlorid. Die Ausbeute betrug 85%.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von β-Chloralanin, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) eine durch Umsetzung von Chloracetaldehyd in wäßriger Lösung mit einem Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumbisulfit erhaltene Bisulfitadditionsverbindung oder die entsprechende Ammoniumsulfitadditionsverbindung in wäßriger Lösung mit Ammoniak zur Reaktion bringt,
b) das dabei gebildete α-Amino-β-chloräthansulfonat mit Hydrocyansäure oder einem Salz davon in Gegenwart eines mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittels umsetzt und dabei das entstehende a-Amino-β-chlorpropionitril in die organische Phase extrahiert und
c) das α-Amino-β-chlorpropionitril, ggf. nach Überführung in das Hydrochlorid, unter sauren Bedingungen hydrolysiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrolyse nach Zusatz von Kohlendioxid zur α-Amino-β-chlorpropionitril- bzw. -hydrochloridlösung durchführt.

3. α-Amino-β-chlorpropionitril und dessen Salze.