DE69104299T2 - Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-t-butyl-4-merkaptophenol. - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-t-butyl-4-merkaptophenol.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung des Verfahrens zur Herstellung von 2,6-Di-t-butyl-4-mercaptophenol, das als Zwischenprodukt für die Synthese einer Reihe von Arzneimitteln brauchbar ist.
- Probucol, d.h 4,4'-(Isopropylidendithio)-bis-[2,6-di- t-butylphenol] (Merck Index, XI. Ausgabe Nr. 7761, Seite 1230) ist ein bekanntes Arzneimittel mit hypolipemischer Aktivität, das zum ersten Mal im britischen Patent Nr. 1 199 871 der Consolidation Coal Company beschrieben wurde.
- Das oben erwähnte britische Patent offenbart auch ein Verfahren zur Herstellung von Probucol durch Kondensation von 2,6-Di-t-butyl-4-mercaptophenol mit Aceton.
- Danach wurden viele Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-t-butyl-4-mercaptophenol offenbart.
- Die bekannten Verfahren umfassen die Funktionalisierung der 4-Position von 2,6-Di-t-butylphenol mit einer Gruppe, die sich in eine Mercaptogruppe überführen läßt, vorzugsweise durch Reduktion.
- Mehrere Möglichkeiten wurden untersucht, um eine geeignete Prekursorgruppe in die 4-Position des Phenolderivats einzuführen.
- Die üblichsten unter diesen Möglichkeiten sind die Einführung der Thiocyanatfunktion und die Sulfonierungsreaktion.
- Ein Beispiel für die erste Möglichkeit ist im US- Patent Nr. 3 129 262 (Consolidation Coal Company) offenbart, wobei 2,6-Di-t-butylphenol mit Thiocyanat und Brom behandelt wird, wobei man das entsprechende 4-Thiocyanatphenol erhält, welches dann das gewünschte 4-Mercaptophenol durch Reduktion mit Natrium und Ammoniak ergibt.
- Diese Methode besitzt gute Selektivität in der Funktionalisierungsstufe, sie hat aber den großen Nachteil, daß während der Reduktionsstufe Cyanwasserstoff freigesetzt wird. Die äußerst große Gefährlichkeit von Cyanwasserstoff gibt selbstverständlich Anlaß zu ernsten Problemen in industriellem Maßstab.
- Was die Sulfonierungsreaktion betrifft, ist dagegen bekannt, daß die Sulfonierung von t-Butylphenolen aufgrund gleichzeitiger Isomerisierungs- und Dealkylierungsreaktionen große Mengen an Nebenprodukten ergibt (Lambrechts et al., J. Chem. Soc., Perkin Trans 11, 1985, Seiten 677-682).
- Selbst in dem Verfahren des spanischen Patentes Nr. 485 474 (Istituto de Investigacion y Desarollo Quimico y Biologico S.A.) wird das gewünschte sulfonierte Produkt in nur geringer Ausbeute erhalten, obwohl die Sulfonierungsreaktion an einem Derivat des 2,6-Di-t-butylphenols durchgeführt wird, bei dem die Phenolgruppe in geeigneter Weise als Acetoxyrest geschützt ist.
- Wenn die Sulfonierungsreaktion wie in dem oben erwähnten spanischen Patent beschrieben durchgeführt wird, ist die Menge an erhaltenen Nebenprodukten tatsächlich groß und jedenfalls größer als die Menge an gewünschten Produkt.
- Darüber hinaus ist es selbstverständlich, daß das Erfordernis, die Ausgangsverbindung zu schützen, eine Erhöhung der Gesamtkosten des Verfahrens mit sich bringt.
- Wir haben nun überraschenderweise ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-t-butyl-4-mercaptophenol durch Sulfonierung von 2,6-Di-t-butylphenol und anschließende Reduktion der Sulfongruppe gefunden, bei dem kein Schutz der funktionellen Gruppen erforderlich ist und das es erlaubt, das gewünschte Produkt in beinahe quantitativer Ausbeute zu erhalten.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-t-butyl-4- mercaptophenol, das umfaßt (i) die Sulfonierung von 2,6-Di-t- butylphenol, (ii) gegebenenfalls die Herstellung eines leichtreduzierbaren Derivates der so erhaltenen 2,6-Di-t-butyl-4- hydroxybenzolsulfonsäure, und (iii) die Reduktion der 2,6-Di-t- butyl-4-hydroxybenzolsulfonsäure oder eines leichtreduzierbaren Derivates davon, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verbesserung darin besteht, daß der Schritt (i) mit einem silylierten Sulfonierungsmittel durchgeführt wird,
- Das Reaktionsschema des erfindungsgemäßen Verfahrens ist wie folgt: SCHEMA 1
- worin R für C&sub1;-C&sub4;-Alkyl steht und X für Cl oder Br steht.
- Die regioselektive Sulfonierung von 2,6-Di-t- butylphenol (I) in 4-Position mit einem silylierten Sulfonierungsmittel der Formel (II) wird vorzugsweise in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur von weniger als 15ºC durchgeführt. Der bevorzugteste Temperaturbereich ist -10 bis 15ºC.
- Silylierte Sulfonierungsmittel der Formel (II) und Verfahren zu ihrer Herstellung aus den entsprechenden Chlorsilylderivaten sind bekannt (z.B. Duffat et al., Bull. Chem. Soc. Fr. 1963, 512-5179 und Voronkov et al., Synthesis, 1982, 277-280).
- Das silylierte Sulfonierungsmittel (II) kann auch in situ hergestellt werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, das gleiche Lösungsmittel wie in der Sulfonierungsstufe zu verwenden.
- Beispiele geeigneter Sulfonierungsmittel sind Trimethylsilylchlorsulfonat, Trimethylsilylbromsulfonat und Triethylsilylchlorsulfonat.
- Am bevorzugtesten verwendet man Trimethylsilylchlorsulfonat.
- Alle Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens führt man vorteilhafterweise in ein- und demselben Lösungsmittel durch.
- Beispiele geeigneter Lösungsmittel sind aliphatische halogenierte Verbindungen und Nitroverbindungen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen.
- Beispiele bevorzugter Lösungsmittel sind Methylenchlorid, Dichlorethan, Tetrachlorethan, Trichlorfluormethan und Nitromethan.
- Am bevorzugtesten verwendet man Methylenchlorid.
- Die Sulfonierungsstufe ergibt die Säure der Formel (III) zusammen mit Silylderivaten davon.
- Gewünschtenfalls kann die reine Sulfonsäure (III) durch Behandeln der Sulfonierungsreaktionsmischung mit Wasser erhalten werden.
- Vorzugsweise jedoch wird die Reaktionsmischung, die die Sulfonsäure der Formel (III) und einige Silylderivate davon enthält, als solche mit einem geeigneten Chlorierungsmittel behandelt, wobei man das 2,6-Di-t-butyl-4-hydroxybenzolsulfonsäurechlorid der Formel (IV) erhält.
- Vorzugsweise ist das Chlorierungsmittel ausgewählt unter Thionylchlorid, Phosphorpentachlorid, Phosphortrichlorid und Phosphorylchlorid.
- Die Chlorierungsstufe kann in Anwesenheit einer katalytischen Menge (5 bis 10%) Dimethylformamid erfolgen.
- Die Reduktion der Sulfonylchloridverbindung der Formel (IV) erfolgt nach herkömmlichen Methoden.
- Beispielsweise besteht eine Methode, die ausgezeichnete Ergebnisse bei niedrigen Kosten ergibt, darin, die Reaktion mit metallischem Zink in Säuremedium durchzuführen.
- Alternativ kann die Reduktionsstufe direkt am Zwischenprodukt der Formel (III) nach bekannten Methoden durchgeführt werden. (J. March, Advanced Organic Chemistry, 3. Ausgabe, Seite 1107, Paragraph 9-54).
- Die so erhaltene Reaktionsmischung, die 2,6-Di-t- butyl-4-mercaptophenol (V) enthält, kann mit Aceton zu Probucol wie im erwähnten britischen Patent Nr. 1 199 871 offenbart, umgesetzt werden, so daß ein Eintopfverfahren ausgehend von 2,6-Di-t-butylphenol zur Verfügung gestellt wird.
- Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Herstellung von Trimethylsilylchlorsulfonat (II, R= CH&sub3;, X=Cl) in Methylenchlorid durch Umsetzung von Chlorsulfonsäure mit Trimethylsilylchlorid.
- Die so erhaltene Reaktionsmischung wird dann in eine Lösung von 2,6-Di-t-butylphenol (I) in Methylenchlorid, die bei 0ºC gehalten wird, getropft. Alternativ wird eine Lösung von 2,6-Di-t-butylphenol in Methylenchlorid zu der oben erwähnten Reaktionsmischung, die das Trimethylsilylchlorsulfonat enthält und bei einer Temperatur von -10 bis 15ºC gehalten wird, getropft.
- Nach beendeter Zugabe läßt man die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur erwärmen und gibt Thionylchlorid und eine katalytische Menge Dimethylformamid zu.
- Nach einigen Stunden Erhitzen unter Rückfluß wird die Reaktionsmischung gekühlt.
- Unter inerter Atmosphäre wird Zink zu der Mischung gegeben und anschließend wird konzentrierte Salzsäure zugetropft.
- Nach üblichem Aufarbeiten der Reaktionsmischung erhält man 2,6-Di-t-butyl-4-mercaptophenol (V) in beinahe quantitativer Ausbeute.
- Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr einfach in industriellem Maßstab durchzuführen, weil billige Reaktanten zur Anwendung kommen und es mit hoher Produktivität in einem Reaktionsgefäß durchgeführt werden kann. Darüber hinaus liefert es beinahe quantitative Ausbeuten, wobei die Bildung hochtoxischer oder schwierig abzutrennender Nebenprodukte vermieden wird.
- Darüber hinaus ist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte 2,6-Di-t-butyl-4-mercaptophenol hochrein und kann zur Herstellung von Probucol ohne weitere Reinigung eingesetzt werden.
- Ein weiterer bemerkenswerter Vorteil besteht darin, daß das Probucol, das aus dem rohen 2,6-Di-t-butyl-4- mercaptophenol gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, nach einer einfachen Kristallisation die chemischphysikalische Spezifikation der USP-XXII, Seite 1143, erfüllt.
- Hochreines 2,6-Di-t-butyl-4-mercaptophenol ist auch als Zwischenprodukt zur Herstellung weiterer Arzneimittel brauchbar, beispielsweise die Verbindungen, die beschrieben sind in EP-A-0 235 575 (Searle Co., EP-A-0 348 20:3 (Shionigi & Co., DE-A 24 06 812 (Dow Chemical Co.) und JP-A-62-81343 (Otsuka Pharmaceutical Inc.).
- Die nachfolgenden Beispiele dienen zur besseren Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu begrenzen.
- Methylenchlorid (135 g) und Trimethylsilylchlorid (10,8 g; 0,1 mol) wurden unter Stickstoffatmosphäre in ein 500 ml-Doppelmantelgefäß gegeben, das mit Kondensator, Thermometer und mechanischem Rührer ausgerüstet war. Die Mischung wurde zum Rückfluß (40ºC) erhitzt und Chlorsulfonsäure (11,3 g; 0,097 mol) wurde während 10 min zugetropft.
- Die Mischung wurde 1 h unter Rückfluß erhitzt. Die Lösung wurde auf 15ºC gekühlt und eine Lösung von 2,6-Di-t- butylphenol (20 g; 0,097 mol) in Methylchlorid (15 g) wurde während 20 min zugetropft.
- Die so erhaltene Lösung wurde in der nächsten Reaktionsstufe ohne weitere Reinigung eingesetzt.
- Eine geringe Probe der Reaktionsmischung wurde mit Wasser behandelt und die Lösung wurde unter Vakuum verdampft, wobei ein Produkt erhalten wurde, das sich nach Kristallisation aus Benzol als reine 2,6-Di-t-butyl-4-hydroxybenzolsulfonsäure erwies.
- ¹H-NMR (300 MHz, CDCl&sub3;) δ (ppm): 1,43 (s, 18H); 6,45 (breites Signal, -SO&sub3;H und/oder -OH); 7,7 (s, 2H).
- ¹³C NMR (74,5 MHz, CDCl&sub3;) δ (ppm): q 29,97; s 34,52; d 123,89; s 129,78; s 136,46; s 157,64. Schmp. = 142-144ºC.
- Zu der bei Raumtemperatur gehaltenen Methylenchloridlösung des Beispiels 1 wurde Dimethylformamid 80,7 g; 0,0097 mmol) und anschließend Thionylchlorid (13,8 g; 0,116 mol) gegeben.
- Die Mischung wurde zum Rückfluß gebracht und 18 h unter Rückfluß erhitzt.
- Die so erhaltene Lösung wurde in der nächsten Reaktionsstufe ohne weitere Reinigung eingesetzt.
- Eine kleine Probe dieser Lösung ergab nach Verdampfen des Lösungsmittels im Vakuum das gewünschte Produkt.
- ¹H-NMR (200 MHz, CDCl&sub3;) δ (ppm): 1,48 (s, 18H); 6,15 (s, 1H, -OH), 7,85 (s, 2H), Aromaten).
- Die Methylenchloridlösung aus Beispiel 2, die 2,6-Di- t-butyl-4-hydroxybenzolsulfonsäurechlorid enthält, wurde mit Stickstoffgas inertisiert und auf 15ºC gekühlt. Man gab Zinkpulver (44,6 g; 0,68 mol) portionsweise zu und tropfte dann während 2 h unter heftigem Rühren 37%-ige wäßrige Salzsäure (188 g; 1,9 mol) zu.
- Nach beendeter Zugabe wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur gebracht und 3 h unter Rühren gehalten.
- Die Reaktionsmischung wurde unter Stickstoff filtriert, die Phasen wurden getrennt, die wäßrige Phase wurde mit Methylenchlorid (30 g) extrahiert.
- Die vereinigten organischen Phasen wurden mit entsalztem Wasser (2 x 30 g) und schließlich mit einer gesättigten Natriumchloridlösung (30 g) gewaschen.
- Die so erhaltene organische Lösung wurde im Vakuum bei 25ºC verdampft. Es wurde ein Feststoff erhalten, (21,85 g; Gesamtausbeute 94,6 %, bezogen auf 2,6-Di-t-butylphenol des Beispiels 1), bestehend aus 2,6-Di-t-butyl-4-mercaptophenol, das in der nächsten Reaktionsstufe ohne weitere Reinigung eingesetzt wurde.
- Eine kleine Probe wurde nach Entfernung des Lösungsmittels unter Vakuum und Kristallisation aus Pentan analysiert.
- Schmp. = 68ºC.
- ¹H-NMR (200 MHz, CDCl&sub3;) δ (ppm): 1,42 (s, 18H); 3,38 (s, 1H, -SH); 5,16 (s, 1H, -OH); 7,17 (s, 2H, Aromaten).
- In ein 100 ml-Doppelmantelgefäß, das mit einem mechanischen Rührer, Thermometer und Kondensator ausgerüstet ist, wurden rohes 2,6-Di-t-butyl-4-mercaptophenol (21,85 g; 0,0916 mol), hergestellt wie im Beispiel 3 beschrieben, und Methylalkohol (30 g) unter Stickstoffgas gegeben.
- Die Mischung wurde bis zur Solubilisierung gerührt und anschließend wurde 37%-ige wäßrige Salzsäure (0,5 g) und danach Aceton (5,27 g) zugetropft.
- Die Lösung wurde 4 h unter Rückfluß erhitzt (65ºC) und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt.
- Auf diese Weise wurde eine Suspension erhalten, die auf 0ºC gekühlt wurde.
- Die Mischung wurde filtriert und der Feststoff wurde bei 0ºC mit Methylalkohol (2 x 5 g) gewaschen und im Vakuum bei 60ºC getrocknet.
- Auf diese Weise wurde ein Rohprodukt erhalten (18,9 g), das zweimal aus einem Gemisch von Isopropylalkohol und Wasser (95:5) kristallisiert wurde.
- 4,4'-(Isopropylidendithio)-bis-[2,6-di-t-butylphenol] (Probucol) wurde nach Abfiltrieren und Trocknen im Vakuum bei 60ºC erhalten (17 g; Gesamtausbeute 66,6 %, bezogen auf 2,6-Di- t-butylphenol des Beispiels 1).
- ¹H-NMR (200 MHz, CDCl&sub3;) δ (ppm): 1,45 (s, 42H); 5,37 (s, 2H, -OH); 7,47 (s, 4H, Aromaten).
- Methylenchlorid (337,5 g) und 98%-iges Trimethylsilylchlorid (29,8 g; 0,2675 mol) wurden unter Stickstoffatmosphäre in 1000 ml Gefäß gegeben, das mit einem Kondensator, Thermometer und mechanischem Rührer ausgerüstet war. Die Mischung wurde zum Rückfluß erhitzt (40ºC) und 98%-ige Chlorsulfonsäure (28,82 g; 0,2425 mol) wurde während 10 min zugetropft.
- Die Mischung wurde 1 h unter Rückfluß erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde auf 0ºC gekühlt und während 30 min bei 0 bis 5ºC zu einer Lösung von 2,6-Di-t-butylphenol (50 g; 0,2425 mol) in Methylenchlorid (37,5 g) getropft.
- Die so erhaltene Lösung wurde zur Herstellung von 2,6-Di-t-butyl-4-hydroxybenzolsulfonsäurechlorid (Beispiel 2) und dann von 2,6-Di-t-butyl-4-mercaptophenol (Beispiel 3) verwendet. Die Ausbeute an 2,6-Di-t-butyl-4-mercaptophenol, bezogen auf 2,6-Di-t-butylphenol, war 95%.
Claims (7)
1. Verbessertes Verfahren zur Herstellung von 2,6-Di-t-butyl-
4-mercaptophenol, umfassend (i) die Sulfonierung von 2,6-Di-t-
butylphenol, (ii) gegebenenfalls die Herstellung eines leicht
reduzierbaren Derivates der so erhaltenen 2,6-Di-t-butyl-4-
hydroxybenzolsulfonsäure, und (iii) die Reduktion der 2,6-Di-t-
butyl-4-hydroxybenzolsulfonsäure oder eines leicht
reduzierbaren Derivates davon, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbesserung darin besteht, daß der Schritt (i) mit einem
silylierten Sulfonierungsmittel durchgeführt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das silylierte Sulfonierungsmittel ausgewählt ist aus der
Gruppe folgender Verbindungen: Trimethylsilylchlorsulfonat,
Trimethylsilylbromsulfonat und Triethylsilylchlorsulfonat.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das silylierte Sulfonierungsmittel Trimethylsilylchlorsulfonat
ist.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schritt (i) bei einer Temperatur von
-10ºC bis 15ºC durchgeführt wird.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schritte (i), (ii) und (iii) in
demselben Lösungsmittel durchgeführt werden, ohne ein
Zwischenprodukt abzutrennen.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel eine aliphatische,
halogenierte oder eine Nitro-Verbindung mit 1 bis 3
Kohlenstoffatomen ist.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Methylenchlorid,
Dichlorethan, Tetrachlorethan, Trichlorfluormethan oder
Nitromethan ist.
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