DE3390188C2

DE3390188C2 - Verfahren zur herstellung einer Aminoalkylsulfonsäure

Info

Publication number: DE3390188C2
Application number: DE19833390188
Authority: DE
Inventors: Isamu Yamamoto; Yoshiaki Noguchi; Kouzou Iwasaki; Kenichi Arai
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1982-09-08
Filing date: 1983-09-07
Publication date: 1987-07-23
Also published as: GB8410801D0; WO1984000958A1; EP0119274B1; EP0119274A4; GB2136809B; US4657704A; KR900001077B1; GB2136809A; EP0119274A1; KR840006333A; DE3390188T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Aminoalkylsulfonsäure der allgemeinen Formel (III) in der R₁, R₂ und R₃ gleich oder verschieden sein können und jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine hydroxylhaltige Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten und n 2 oder 3 ist, durch Umsetzung von 1 bis 3 Mol eines Sulfits der allgemeinen Formel (I):

M₂SO₃ (I)

in der M ein Alkalimetall oder Ammonium bezeichnet, mit 1 Mol eines halogenierten Alkylaminhydrohalogenids der allgemeinen Formel (II): in der X ein Chlor-, Brom- oder Jodatom bezeichnet und R₁, R₂, R₃ und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.

Aminoalkylsulfonsäuren sind brauchbare Verbindungen als Zwischenausgangsmaterialien für pharmazeutische Produkte, oberflächenaktive Mittel, Schaumerzeuger oder pH-Puffer. Von diesen Aminoalkylsulfonsäuren ist 2-Aminoäthylsulfonsäure eine äußerst gut brauchbare Verbindung, weil sie per se solche pharmakologischen Wirkungen wie Entgiftungswirkung, Ermüdung abbauende Wirkung und Nähr- und Stärkungswirkung oder tonische Wirkung aufweist.

Die folgenden Verfahren waren bisher als Herstellungsverfahren für Aminoalkylsulfonsäuren bekannt:

(1) das Umsetzen von Schwefeldioxidgas und Wasser mit Äthylenimin (japanische Patentveröffentlichungen Nr. 23 007/1965 und 16 807/1972);
(2) das Umsetzen von Äthylenchlorid mit Natriumsulfit, um Natrium-2-chloräthylsulfonat zu bilden, mit dem eine flüssige Mischung von wasserfreiem Ammoniak oder eine 27% wäßrige Lösung von Ammoniak und Ammoniumcarbonat oder ein Alkylamin unter erhöhtem Druck erhitzt wird, um diese zusammen umzusetzen (Ind. Eng. Chem., 39, 906 [1947]);
(3) das Umsetzen einer Hydroxylalkylsulfonsäure mit Ammoniak oder einem Alkylamin unter erhöhtem Druck (US-Patente Nr. 19 32 907 und 19 99 614);
(4) das Oxidieren von 2,2-disubstituiertem Thiazolidin mit Wasserstoffperoxid (japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 26 654/1982);
(5) das Umsetzen von 2-Aminoäthanolsulfat mit Natriumsulfit (J. Chem. Soc., 1943, 4) und
(6) das Umsetzen eines Halogenwasserstoffsalzes eines 2-Halogenäthylamins mit einem Sulfit (Ind. Eng. Chem., 39, 906 [1947], und J. Am. Chem. Soc., 58, 191 [1936]).

Diese herkömmlichen Verfahren werfen jedoch die folgenden schwierigen Problemen auf: Das Verfahren (1) bringt einige ernste Gefahren vom Standpunkt der Sicherheit mit sich, da bei ihm als Ausgangsmaterialien Äthylenimin, das äußerst stark giftig und karzinogen und außerdem teuer ist, und Schwefeldioxid, das Brustschmerzen, Husten und Atembeschwerden verursacht, wenn es eingeatmet wird, verwendet werden. Außerdem ist die Reaktion äußerst exotherm und bringt deshalb starke Probleme bezüglich der Reaktionssteuerung beim Durchführen der Reaktion im industriellen Maßstab mit sich. Bei den Verfahren (2) oder (3) ist es notwendig, die Reaktion durch Erhitzen von Ammoniak oder einem Alkylamin unter erhöhtem Druck durchzuführen. Die Verfahren (2) und (3) besitzen jeweils auch den weiteren Nachteil, daß ihre industrielle Anwendung äußerst teure Produktionseinrichtungen erforderlich macht. Andererseits erfordert das Verfahren (4), daß Wasserstoffperoxid verwendet wird, welches sehr gefährlich bei seiner Handhabung ist, und bietet deshalb ein Sicherheitsproblem. Außerdem wird der Betrieb beschwerlich, weil Ketone, die als Nebenprodukte anfallen, zurückgewonnen und zurückgeführt werden müssen. Die Verfahren (5) und (6) haben zwar den Vorteil, daß die Ausgangsmaterialien leicht zu handhaben sind, weil sie ungefährliche Verbindungen sind. Sie werfen jedoch andere Probleme auf. Und zwar verläuft in dem Verfahren (5) die Reaktion zwischen dem Sulfat und Natriumsulfit äußerst langsam und erfordert das Aufheizen über eine lange Zeitdauer. Weiterhin ist das Sulfat per se eine Verbindung, die zur Hydrolyse neigt. Aufgrund der Hydrolyse des Sulfats beim Durchlaufen einer Reaktion mit Natriumsulfit wird unvermeidbar Monoäthanolamin als Nebenprodukt erzeugt. Zusätzlich zu einer äußerst niedrigen Ausbeute bringt das Verfahren (5) eine Vielzahl von Problemen wie die Abtrennung und Rückgewinnung des so als Nebenprodukt angefallenen Monoäthanolamins mit sich. Obgleich mit dem Verfahren (6) eine relativ hohe Ausbeute, z. B. 80% im Falle von 2-Bromäthylamin, erzielt werden kann, ist die Ausbeute noch ungenügend, um das Verfahren (6) in einem industriellen Maßstab anzuwenden. Um die Ausbeute noch höher zu machen, ist es unerläßlich, das Sulfit in großem Überschuß einzusetzen, wobei jedoch die Abtrennung und Rückgewinnung des Sulfits schwierig ist. Im Falle von 2-Chloräthylamin kann das Verfahren (6) eine Ausbeute liefern, die noch niedriger als die des Verfahrens (5) ist. Es kann deshalb auch nicht als ein industrielles Herstellungsverfahren angesehen werden.

Hieraus ergibt sich also, daß keines der herkömmlichen Verfahren als zufriedenstellend angesehen werden kann, weil alle Verfahren entweder schwerwiegende Nachteile in bezug auf ihre Ausgangsmaterialien aufweisen, oder, wenn die Ausgangsmaterialien sichere Substanzen sind, die Ausbeuten niedrig sind oder umständliche Nachbehandlungen erforderlich sind.

Es wurden ausgedehnte Untersuchungen über das Verfahren (6) durchgeführt, mit Ausgangsmaterialien, die extrem sicher und leicht zu handhaben sind, mit dem Ziel, ein industriell anwendbares Verfahren zu entwickeln.

Dabei wurde gefunden, daß 3 Typen von Reaktionen, die durch die folgenden Reaktionsformeln jeweils entsprechend wiedergegeben werden, in dem Reaktionssystem eines Sulfits und eines halogenierten Alkylaminhydrohalogenids auftreten.

In den vorstehenden Reaktionsformeln haben R₁, R₂, R₃, X, n und M die gleichen Bedeutungen wie in den allgemeinen Formeln (I) und (II).

Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahren, bei dem ein Sulfit und ein halogeniertes Alkylaminhydrohalogenid miteinander unter Rückfluß umgesetzt werden, läuft die Hydrolysereaktion, die durch die Reaktionsformel (2) dargestellt wird, gleichzeitig neben der Hauptreaktion, die durch die Reaktionsformel (1) dargestellt wird, ab. Auf diese Weise ist die Ausbeute der gewünschten Verbindung sehr niedrig. Die Reaktion, die durch die Reaktionsformel (3) wiedergegeben wird und bisher noch nicht bekannt war, scheint zu bewirken, daß die Ausbeute weiter gesenkt wird, weil eine große Überschußmenge eines halogenierten Alkylamins bei erhöhten Temperaturen relativ zu einer Aminoalkylsulfonsäure, die in Übereinstimmung mit der Reaktionsformel (1) gebildet wird, vorhanden ist und sich das Reaktionssystem unter Bedingungen befindet, die äußerst leicht die Reaktion der Reaktionsformel (3) auslösen. Es wurden daher weitere intensive Untersuchungen zur Entwicklung eines Verfahrens durchgeführt, das in der Lage ist, die Nebenreaktionen zu unterdrücken, die jeweils durch die entsprechenden Reaktionsformeln (2) und (3) dargestellt werden und dabei gefunden, daß die Nebenreaktionen unterdrückt werden können, wenn die Reaktionsbedingungen geeignet gewählt werden.

Die Aufgabe der Erfindung war es somit, ein Verfahren zur Herstellung einer Aminoalkylsulfonsäure der allgemeinen Formel (III) zu schaffen, mit dem diese Aminoalkylsulfonsäure zu geringen Produktionskosten und mit einer hohen Ausbeute hergestellt werden kann, indem insbesondere die gemäß den Reaktionsformeln (2) und (3) ablaufenden Nebenreaktionen unterdrückt werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, wie es im Anspruch 1 angegeben ist.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Nach dem Verfahren dieser Erfindung kann eine gewünschte Aminoalkylsulfonsäure mit einer hohen Ausbeute hergestellt werden, wobei sichere, ungefährliche und leicht handhabare Materialien verwendet werden und Nebenreaktionen unterdrückt sind.

Als ein Sulfit, das bei der praktischen Durchführung des Verfahrens dieser Erfindung brauchbar ist, können leicht erhältliches Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsulfit genannt werden. Andererseits umfassen Beispiele für halogenierte Alkylamine 2-Halogenäthylamine, N-Methyl-2-halogenäthylamine, N-Äthyl-2-halogenäthylamine, N-(2-Hydroxyäthyl)- 2-halogenäthylamine, N-Propyl-2-halogenäthylamine, 3- Halogenpropylamine, N-Methyl-3-halogenpropylamine, 2- Halogenpropylamine, N-(2-Hydroxypropyl)-2-halogenpropylamine, 1-Methyl-2-halogenäthylamine, 2-Halogenbutylamine. In diesen Verbindungen können die Halogene entweder Chlor, Brom oder Jod sein. Diese Verbindungen können leicht durch Verfahren hergestellt werden, die an sich zum Stand der Technik gehören, und zwar (1) durch Umsetzen von Thionylchlorid mit einem Alkanolamin (deutsche Offenlegungsschrift 27 01 215 [1978]), (2) durch Bewirken, daß eine Halogenwasserstoffsäure auf ein Alkanolamin einwirkt, oder auf ähnliche Weise.

Bei der vorliegenden Erfindung kann das Herstellungsverfahren einer Aminoalkylsulfonsäure auf die folgende Weise durchgeführt werden. Es wird eine wäßrige Lösung eines Sulfits im voraus erhitzt, zu der ein halogeniertes Alkylaminhydrohalogenid entweder so wie es ist oder in der Form einer wäßrigen Lösung nach und nach entweder kontinuierlich oder unterbrochen über eine bestimmte Zeitdauer hinzugegeben wird (hier im folgenden als "portionierte Zugabe" oder "Zugabe in Teilen" bezeichnet). Dann wird die Reaktionsmischung unter Rühren bei der gleichen Temperatur über eine vorherbestimmte Zeitdauer erhitzt oder wird stufenweise erhitzt, um die Reaktion fertigzustellen.

Viele der Halogenwasserstoffsalze von halogenierten Alkylaminen sind hygroskopisch. Deshalb ist es besser vom Standpunkt der leichten Handhabung, sie in Form wäßriger Lösungen zuzugeben.

Die Konzentration der wäßrigen Lösung des Sulfits kann vorzugsweise von 10% bis zur Sättigung reichen. Obgleich die Reaktion noch ausreichend fortschreitet, selbst wenn die Konzentration niedriger als 10% ist, erfordert die Verwendung einer derartig niedrigen Konzentration eine große Reaktionsapparatur, wenn die Aminoalkylsulfonsäure in einem industriellen Maßstab erzeugt wird. Deshalb ist eine derartig niedrige Konzentration nicht wirtschaftlich. Es ist unnötig, das Sulfit über die Sättigung in einen Aufschlämmungszustand hinzuzugeben, da zufriedenstellende Wirkungen bei Konzentrationen erreicht werden, die niedriger als Sättigung sind. Andererseits kann die Konzentration einer wäßrigen Lösung des Halogenwasserstoffsalzes eines halogenierten Alkylamins, welche wäßrige Lösung in Teilen zugegeben wird, vorzugsweise von 10% bis Sättigung reichen, gemessen in Werten des Halogenwasserstofsalzes. Obgleich die Reaktion noch bei einer Konzentration fortschreiten kann, die niedriger als 10% ist, erfordert eine niedrige Konzentration große Produktionseinrichtungen und ist deshalb unwirtschaftlich, wenn die Reaktion in einem industriellen Maßstab durchgeführt wird.

Das halogenierte Alkylaminhydrohalogenid wird, wie oben beschrieben, in Teilen zu der wäßrigen Lösung des Sulfits bei der vorliegenden Erfindung zugegeben. Die Rate der Zugabe ist 0,1 bis 1,0 Mol/h im Mittel für das halogenierte Alkylamin pro Mol des Sulfits. Die Zeitdauer der Zugabe kann entsprechend mit der Temperatur zur Zeit der Zugabe und dem molaren Verhältnis des Sulfits und des halogenierten Alkylamins, das umgesetzt werden soll, variieren. Die Zeitdauer der Zugabe kann kürzer gemacht werden, wenn die Temperatur ansteigt oder das molare Verhältnis größer wird. Die Zeitdauer der Zugabe reicht von 30 Minuten bis zu 10 Stunden.

Irgendwelche Raten der Zugabe, die 1,0 Mol/h überschreiten, oder irgendwelche Zeitdauern der Zugabe, die kürzer als 30 Minuten sind, werden nicht bevorzugt, weil die Wirkungen der portionierten Zugabe nicht zu einem merklichen Ausmaß zur Geltung gebracht werden können. Andererseits wird es nicht bevorzugt, in irgendwelchen Raten zuzugeben, die niedriger als 0,1 Mol/h sind, oder über irgendwelche Zeitdauern zuzugeben, die 10 Stunden übersteigen, weil eine derartige Weise der Zugabe längere Reaktionszeit erfordert, jedoch nicht in der Lage ist, irgendwelche zusätzlichen Wirkungen trotz einer derartig längeren Reaktionszeit hervorzurufen. Die Temperatur der wäßrigen Sulfitlösung kann vorzugsweise von 50°C bis zu ihrem Siedepunkt reichen oder insbesondere von 50°C bis 60°C, wenn das halogenierte Alkylaminhydrohalogenid in Teilen zugegeben wird. Obgleich die Reaktion noch fortschreiten kann, selbst wenn die Temperatur niedriger als 50°C ist, erfordert die Anwendung einer derartig niedrigen Temperatur eine längere Reaktionszeit und wird deshalb nicht bevorzugt. Nach der portionierten Zugabe kann das Erhitzen durchgeführt werden, indem die Reaktionsmischung bei der gleichen Temperatur im Bereich von 50°C bis zum Siedepunkt über eine vorherbestimmte Zeitdauer erhitzt wird. Es wird jedoch bevorzugt, die Temperatur der Reaktionsmischung stufenweise zu erhöhen, um die Reaktion durchzuführen. Der Ausdruck "die Temperatur der Reaktionsmischung stufenweise zu erhöhen", wie er hier verwendet wird, bedeutet, daß die Temperatur der Reaktionsmischung um einen vorherbestimmten Grad mit einem vorherbestimmten Intervall erhöht wird, und die Reaktionsmischung wird dann bei der so erhöhten Temperatur für eine gewisse Zeitdauer gehalten, und diese Verfahrensschritte werden dann intermittierend wiederholt. Spezieller wird der Temperaturbereich von der Temperatur zu dem Zeitpunkt der Zugabe des halogenierten Alkylaminhydrohalogenids in Teilen bis zu dem Siedepunkt in 2 bis 5 Abschnitte unterteilt und die Temperatur der Reaktionsmischung wird stufenweise um 10 bis 20°C mit einem Intervall von 0,5 bis 4 Stunden erhöht. Es ist nicht wesentlich verschieden von dem üblichen kontinuierlichen Temperaturerhöhungsverfahren, die Temperatur in einer Zeitdauer, die kürzer als 0,5 Stunden ist, zu erhöhen, was zu einer abgesenkten Ausbeute vermutlich aufgrund des Auftretens von Nebenreaktionen führt. Es wird nicht bevorzugt, die Reaktionsmischung bei der gleichen Temperatur über eine Zeitdauer, die länger als 4 Stunden ist, zu halten, weil die Reaktionszeit unangemessen lang wird.

Die Erhitzungszeit kann in Abhängigkeit von der Temperatur variieren. Sie liegt bei 30 Minuten bis 10 Stunden. Wenn die Reaktionstemperatur stufenweise geändert wird, wird es bevorzugt, die Reaktionsmischung für 1 bis 10 Stunden zu heizen. Irgendwelche Heizzeitdauern, die kürzer als 30 Minuten sind, werden nicht bevorzugt, weil die Reaktion noch nicht zum Abschluß gebracht worden ist und die Ausbeute noch niedrig ist. Andererseits ist es unnötig, über irgendwelche Zeitdauern über 10 Stunden hinaus zu heizen, weil zufriedenstellende Wirkungen mit einer Heizperiode von 10 Stunden oder kürzer erzielt werden können.

Bei der vorliegenden Erfindung wird das Sulfit in einer Menge des 1- bis 3fachen des Äquivalents von dem halogenierten Alkylaminhydrohalogenid verwendet. Wenn die Reaktionsmischung stufenweise erhitzt wird, kann das Sulfit in einer Menge des 1- bis 1,5fachen oder spezieller 1,05- bis 1,25fachen des Äquivalents des halogenierten Alkylaminhydrohalogenids verwendet werden. Wenn das Sulfit in irgendwelchen Mengen verwendet werden sollte, die kleiner als das Äquivalent des halogenierten Alkylaminhydrohalogenids sind, wird eine merkliche Verringerung in der Ausbeute aus dem möglichen Grund eintreten, daß das Salz des überschüssigen halogenierten Alkylamins unerwünschte Nebenreaktionen durchläuft. Es ist andererseits unnötig, das Sulfit in irgendwelchen Mengen, die größer als das 3fache des Äquivalents des halogenierten Alkylaminhydrohalogenids sind, zu verwenden, da zufriedenstellende Wirkungen mit dem Einsatz des Sulfits in einer Menge, die nicht mehr als das 3fache des halogenierten Alkylaminhydrohalogenids beträgt, erhalten werden können.

Die Abtrennung der Aminoalkylsulfonsäure von der flüssigen Reaktionsmischung kann durch irgendein an sich im Stand der Technik bekanntes Verfahren nach Fertigstellung der Reaktion durchgeführt werden. Beispielsweise wird Wasser durch Destillation von der flüssigen Reaktionsmischung entfernt. Dann wird Chlorwasserstoffsäure hinzugegeben, um die Aminoalkylsulfonsäure zu lösen, woraufhin das Entfernen des entstehenden anorganischen Salzes durch Filtrieren folgt. Die entstehende Chlorwasserstoffsäurelösung, die die Aminoalkylsulfonsäure enthält, wird konzentriert. Das gewünschte Produkt kann in Form von Kristallen durch Zugabe von Äthanol zu dem Konzentrat ausgefällt werden. Das gewünschte Produkt kann auf diese Weise durch Filtrieren gesammelt werden.

Die Erfindung wird in näheren Einzelheiten durch die folgenden Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

In einen 1-Liter-5-Halskolben, der mit einem Rührwerk, Rückflußkondensator, Tropftrichter, N₂- Einblasöffnung und Thermometer ausgestattet war, wurden 26,8 g (0,2 Mol) Ammoniumsulfitmonohydrat und 107,3 g Wasser gegeben, und der Inhalt wurde unter einem N₂-Gasstrom gerührt, und das erstere in dem letzteren zu lösen.

In den Tropftrichter wurde eine Lösung gegeben, die durch Lösen von 59,76 g (0,2 Mol) 2-Jodäthylaminjodwasserstoff in 239,04 g Wasser hergestellt worden war. Die wäßrige Lösung von Ammoniumsulfit wurde auf 50°C in dem Kolben erhitzt, wozu die wäßrige Lösung von 2-Jodäthylaminjodwasserstoff tropfenweise im Verlaufe von 9 Stunden hinzugegeben wurde. Nach Fertigstellung der tropfenweisen Zugabe wurde die Reaktionsmischung kontinuierlich weitere 9 Stunden auch bei 50°C gerührt. Die obige Reaktion wurde immer unter dem N₂-Gasstrom durchgeführt.

Nach Beendigung der Reaktion wurde Wasser unter Unterdrücken entfernt. Dann wurden 120 ml konzentrierte Chlorwasserstoffsäure zu dem Rückstand hinzugegeben, um so das entstehende Taurin zu lösen. Danach wurden unlösliche anorganische Salze durch Filtrieren entfernt. Das Filtrat wurde zu 100 ml konzentriert, wozu 100 ml Äthanol hinzugegeben wurden, um Taurin in Form von Kristallen auszuscheiden. Die Kristalle wurden durch Filtrieren abgetrennt. Ausbeute: 23,3 g (93%). Seine IR- und NMR-(kernmagnetische Resonanz-)Daten waren in Übereinstimmung mit denjenigen seines entsprechenden Standards (d. h. seiner üblichen Werte).

Elementaranalyse:
Berechnet für C₂H₇NO₃S:
C 19,19; H 5,64; N 11,19; S 25,62.
Gefunden:
C 19,21; H 5,71; N 11,18; S 25,37.

Beispiel 2

In einen 300 ml fassenden 5-Halskolben, der mit einem Rührwerk, Rückflußkondensator, Tropftrichter, N₂- Einblasöffnung und Thermometer ausgestattet war, wurden 47,5 g (0,3 Mol) wasserfreies Kaliumsulfit und 47,5 g Wasser gegeben. Der Inhalt wurde unter einem N₂-Gasstrom gerührt, um das wasserfreie Kaliumsulfit in Wasser zu lösen. Zusätzlich wurde der Tropftrichter mit einer Lösung beschickt, die durch Lösen von 41,0 g (0,2 Mol) 2-Bromäthylaminbromwasserstoff in 41,0 g Wasser hergestellt worden war.

Die wäßrige Lösung von Kaliumsulfit wurde auf 70°C in dem Kolben erhitzt, wozu die wäßrige Lösung von 2- Bromäthylaminbromwasserstoff tropfenweise über 5 Stunden von dem Tropftrichter hinzugegeben wurde.

Nach Beendigung der tropfenweisen Zugabe wurde die Reaktionsmischung auf 80°C erhitzt, wo das Rühren der Reaktionsmischung 4 Stunden lang fortgesetzt wurde. Die obige Reaktion wurde immer unter dem N₂-Gasstrom durchgeführt.

Nach Fertigstellung der Reaktion wurde die Isolation von Taurin auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Ausbeute: 23,8 g (95%). Seine IR- und NMR-Daten stimmten mit denjenigen seines entsprechenden Standards überein.

Elementaranalyse:
Berechnet für C₂H₇NO₃S:
C 19,19; H 5,64; N 11,19; S 25,62.
Gefunden:
C 19,10; H 5,56; N 11,01; S 25,77.

Beispiel 3

In einen 500 ml fassenden 5-Halskolben, der mit einem Rührwerk, Rückflußkondensator, Tropftrichter, N₂-Einblasöffnung und Thermometer ausgestattet war, wurden 50,4 g (0,4 Mol) wasserfreies Natriumsulfit und 178,1 g Wasser gegeben. Der Inhalt wurde unter einem N₂-Gasstrom gerührt, um wasserfreies Natriumsulfit in Wasser zu lösen. Weiterhin wurde der Tropftrichter mit einer Lösung beschickt, die durch Lösen von 23,2 g (0,2 Mol) 2-Chloräthylaminchlorwasserstoff in 5,8 g Wasser hergestellt worden war.

Die wäßrige Lösung von Natriumsulfit in dem Kolben wurde auf eine Temperatur erhitzt, bei der Wasser rückfließen konnte. Zu der so erhitzten wäßrigen Lösung von Natriumsulfit wurde die wäßrige Lösung von 2-Chloräthylaminchlorwasserstoff tropfenweise im Verlauf von 40 Minuten von dem Tropftrichter zugegeben. Nach Beendigung der tropfenweisen Zugabe wurde der Inhalt des Kolbens weitere 40 Minuten gerührt, und zwar auch bei der Wasserrückflußtemperatur. Die obige Reaktion wurde immer unter dem N₂-Gasstrom durchgeführt.

Die Isolation von Taurin nach Beendigung der Reaktion wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Ausbeute: 24,3 g (97%). Seine IR- und NMR-Daten waren in Übereinstimmung mit denjenigen seines entsprechenden Standards.

Elementaranalyse:
Berechnet für C₂H₇NO₃S:
C 19,19; H 5,64; N 11,19; S 25,62.
Gefunden:
C 19,15; H 5,56; N 11,03; S 25,70.

Beispiel 4

Ein 500 ml fassender 5-Halskolben, der mit einem Rührwerk, Rückflußkondensator, einer Pulverzuführungsöffnung, N₂-Einblasöffnung und Thermometer ausgestattet war, wurde mit 75,6 g (0,6 Mol) wasserfreiem Natriumsulfit und 267,2 g Wasser beschickt. Unter einem N₂-Gasstrom wurde wasserfreies Natriumsulfit in Wasser gelöst. Die entstandene Lösung wurde auf 80°C erhitzt, wozu 23,2 g (0,2 Mol) 2-Chloräthylaminchlorwasserstoff in Portionen über 3 Stunden hinzugegeben wurde. Nach Beendigung der Zugabe wurde das Rühren 3 Stunden lang bei der gleichen Temperatur fortgesetzt. Die obige Reaktion wurde immer unter dem N₂-Gasstrom durchgeführt.

Ausbeute: 24,0 g (96%). Seine IR- und NMR-Daten waren in Übereinstimmung mit denjenigen seines entsprechenden Standards.

Elementaranalyse:
Berechnet für C₂H₇NO₃S:
C 19,19; H 5,64; N 11,19; S 25,62.
Gefunden:
C 19,25; H 5,74; N 11,01; S 25,82.

Beispiel 5

In einen 500 ml fassenden 5-Halskolben, der mit einem Rührwerk, Thermometer, Tropftrichter, Rückflußkondensator und N₂-Einblasöffnung ausgestattet war, wurden 50,4 g (0,4 Mol) wasserfreies Natriumsulfit und 178 g Wasser gegeben. Der Inhalt wurde unter einem N₂-Gasstrom gerührt, um wasserfreies Natriumsulfit in Wasser zu lösen.

Der Tropftrichter wurde mit 55,1 g einer 80%igen wäßrigen Lösung (0,38 Mol) 2-Chloräthylaminchlorwasserstoff beschickt.

Die wäßrige Lösung von Natriumsulfit in dem Kolben wurde auf 55°C erhitzt, bei welcher Temperatur die wäßrige Lösung von 2-Chloräthylaminchlorwasserstoff tropfenweise über 4 Stunden von dem Tropftrichter zugegeben wurde. Die Tropfrate betrug 0,24 Mol/h im Mittel 2-Chloräthylaminchlorwasserstoff pro Mol Natriumsulfit.

Nach der tropfenweisen Zugabe wurde der Inhalt 1 Stunde lang bei 55°C gerührt. Dann wurde das Erhitzen auf solch eine Weise verstärkt, daß die Reaktion 2 Stunden lang bei 65°C, 2 Stunden lang bei 80°C, 2 Stunden lang bei 90°C und 1 Stunde beim Siedepunkt (105°C) durchgeführt wurde. Die obige Reaktion wurde immer unter dem N₂-Gasstrom durchgeführt.

Nach Beendigung der Reaktion wurde Wasser unter Unterdrücken entfernt und 150 ml konzentrierte Chlorwasserstoffsäure wurden zu dem Rückstand hinzugegeben, um Taurin zu lösen, das aufgetreten war.

Unlösliche anorganische Salze wurden abfiltriert und mit konzentrierter Chlorwasserstoffsäure 5mal (20 bis 25 ml konzentrierte Chlorwasserstoffsäure pro jedem Waschgang) gewaschen. Das Filtrat und die Waschungen wurden miteinander kombiniert und dann zu etwa 100 ml unter Unterdrücken konzentriert. Dann wurden 100 ml Äthanol zu dem Konzentrat hinzugegeben, um Taurin abzuscheiden. Die entstandene Mischung wurde filtriert, um Taurin zu isolieren. Taurin wurde dann unter Unterdrücken getrocknet.

Ausbeute: 46,6 g (98,1%). Seine IR- und NMR-Daten waren in Übereinstimmung mit denjenigen seines entsprechenden Standards.

Das folgende ist das Ergebnis einer Elementaranalyse, die von dem oben hergestellten Taurin gemacht wurde.

Elementaranalyse:
Berechnet für C₂H₇NO₃S:
C 19,19; H 5,64; N 11,19; S 25,62.
Gefunden:
C 19,28; H 5,81; N 11,06; S 25,41.

Beispiel 6

Ein 300 ml fassender 5-Halskolben, der mit einem Rührwerk, Thermometer, Tropftrichter, Rückflußkondensator und N₂- Einblasöffnung ausgestattet war, wurde mit 34,8 g (0,22 Mol) wasserfreiem Kaliumsulfit und 35 g Wasser beschickt. Der Inhalt wurde unter einem N₂-Gasstrom gerührt, um wasserfreies Kaliumsulfit in Wasser zu lösen. Dann wurde der Tropftrichter mit 82 g einer 50%igen wäßrigen Lösung (0,2 Mol) 2-Bromäthylaminbromwasserstoff beschickt.

Die wäßrige Lösung von Kaliumsulfit wurde auf 55°C erhitzt, bei welcher Temperatur die wäßrige Lösung von 2- Bromäthylaminbromwasserstoff über 5 Stunden zu tropfen gelassen wurde. Die Tropfrate betrug 0,18 Mol/h im Mittel pro Mol Kaliumsulfit.

Nach Beendigung der tropfenweisen Zugabe wurde das Erhitzen so verstärkt, daß die Reaktion bei 65°C 2 Stunden lang, bei 80°C 2 Stunden lang und bei 90°C 1 Stunde lang durchgeführt wurde. Die obige Reaktion wurde immer unter dem N₂- Gasstrom durchgeführt.

Nach Beendigung der Reaktion wurde die Nachbehandlung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, um Taurin zu erhalten.

Ausbeute: 24,6 g (98,2%). Seine IR- und NMR-Daten waren in Übereinstimmung mit denjenigen seines entsprechenden Standards, und das folgende war das Ergebnis seiner Elementaranalyse.

Elementaranalyse:
Berechnet für C₂H₇NO₃S:
C 19,19; H 5,64; N 11,19; S 25,62.
Gefunden:
C 19,23; H 5,74; N 11,15; S 25,38.

Beispiel 7

In einen 300 ml fassenden 5-Halskolben, der mit einem Rührwerk, Thermometer, Rückflußkondensator, Pulverbeschickungsöffnung und N₂-Einblasöffnung ausgestattet war, wurden 132,3 g einer 20%igen wäßrigen Lösung (0,21 Mol) Natriumsulfit gegeben. Die wäßrige Lösung wurde dann auf 55°C unter einem N₂-Gasstrom erhitzt, wozu 23,2 g (0,2 Mol) 2-Chloräthylaminchlorwasserstoff in Portionen über 2 Stunden hinzugegeben wurden. Die Zugaberate betrug 0,48 Mol/h im Mittel pro Mol Natriumsulfit. Nach der Zugabe wurde die Reaktionsmischung auf 70°C 2 Stunden lang, auf 85°C 2 Stunden lang und auf 100°C 1 Stunde lang erhitzt, um die Reaktion durchzuführen. Nach der Reaktion wurde die Nachbehandlung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, um dadurch Taurin zu erhalten. Seine IR- und NMR-Daten waren in Übereinstimmung mit denjenigen seines entsprechenden Standards.

Ausbeute 24,4 g (97,6%).
Elementaranalyse:
Berechnet für C₂H₇NO₃S:
C 19,19; H 5,64; N 11,19; S 25,62.
Gefunden:
C 19,28; H 5,78; N 11,24; S 25,51.

Beispiele 8 bis 13

Unter Verwendung einer Apparatur, die ähnlich derjenigen war, die in Beispiel 5 verwendet wurde, wurden die in Tabelle 1 angegebenen Ausgangsmaterialien unter Bedingungen umgesetzt, die ebenfalls in Tabelle 1 angegeben sind.

Nach den Reaktionen wurden die Nachbehandlungen jeweils auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, um die in Tabelle 1 zusammengestellten Ergebnisse zu erhalten.

Die Reaktionsprodukte wurden durch IR- und NMR-Analysen identifiziert.

Tabelle 1

Tabelle 1 (Fortsetzung)

Vergleichsbeispiel

Ein 500 ml fassender 4-Halskolben, der mit einem Rührwerk, Thermometer, Rückflußkondensator und N₂-Einblasöffnung ausgestattet war, wurde mit 50,4 g (0,4 Mol) wasserfreiem Natriumsulfit und 178 g Wasser beschickt. Der Inhalt wurde unter einem N₂-Gasstrom gerührt, um wasserfreies Natriumsulfit in Wasser zu lösen. Zu der so gebildeten Lösung wurden 46,4 g einer 50%igen wäßrigen Lösung (0,2 Mol) von 2-Chloräthylaminchlorwasserstoff hinzugegeben. Der Kolben wurde über einem Ölbad erhitzt, und die Reaktion wurde 8 Stunden lang unter Rückfluß durchgeführt.

Nach Fertigstellung der Reaktion wurde die Nachbehandlung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei Taurin erhalten wurde.

Ausbeute: 18,4 g (73,6%). Seine IR- und NMR-Daten waren in Übereinstimmung mit denjenigen seines entsprechenden Standards. Seine Elementaranalysedaten waren wie folgt:

Elementaranalyse:
Berechnet für C₂H₇NO₃S:
C 19,19; H 5,64; N 11,19; S 25,62.
Gefunden:
C 19,28; H 5,76; N 11,05; S 25,37.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Aminoalkylsulfonsäure der allgemeinen Formel (III) in der R₁, R₂ und R₃ gleich oder verschieden sein können und jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine hydroxylhaltige Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeuten und n 2 oder 3 ist, durch Umsetzung von 1 bis 3 Mol eines Sulfits der allgemeinen Formel (I): M₂SO₃ (I)in der M ein Alkalimetall oder Ammonium bezeichnet, mit 1 Mol eines halogenierten Alkylaminhydrohalogenids der allgemeinen Formel (II) in der X ein Chlor-, Brom- oder Jodatom bezeichnet und R₁, R₂, R₃ und n die oben angegeben Bedeutungen besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß das halogenierte Alkylaminhydrohalogenid mit einer Rate von 0,1 bis 1 Mol/h im Mittel pro Mol des Sulfits nach und nach entweder kontinuierlich oder mit Unterbrechungen über eine Zeitdauer von 0,5 bis 10 Stunden zu einer auf eine Temperatur von wenigstens 50°C erhitzten wäßrigen Lösung des Sulfits hinzugegeben wird und nach der Zugabe die Reaktionsmischung bei 50°C bis zum Siedepunkt über eine Zeitdauer von 0,5 bis 10 Stunden erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur nach der Zugabe des halogenierten Alkylaminhydrohalogenids stufenweise erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Sulfitlösung auf 50 bis 60°C erhitzt wird, die Reaktionstemperatur nach der Zugabe des halogenierten Alkylaminhydrohalogenids in 2 bis 5 Stufen erhöht wird, die Bereiche der Reaktionszeit bzw. der Temperaturerhöhung in jeder Stufe 0,5 bis 4 Stunden bzw. 10 bis 20°C sind und die Reaktionstemperatur in der letzten Stufe unter dem Siedepunkt des Reaktionssystems liegt.