DE950289C - Verfahren zur Herstellung von N-Carboxyalkylhexitylaminen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von N-Carboxyalkylhexitylaminen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von N-Caarboxyalkylhexitylaminen und deren Alkalisalzen.
• Die erfindungsgemäßen Verbindungen können durch die folgende allgemeine Formel dargestellt werden: worin die Gruppe (C6H"05) den Hexanpentolrest eines Hexitylamins, R eine Alkylgruppe mit z bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Oxyalkylgruppe mit i bis 3 Kohlenstoffatomen, n den Wert s oder 2 und Y Wasserstoff oder ein Alkalimetall bedeuten. Die Struktur der erfindungsgemäßen. Verbinn dangen (bei Nichtberücksichtigung der räumlichen Konfiguration.) soll durch die Formel der folgenden beiden, spezifischen Verbindungen, erläutert werden,: Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden durch Umsetzen, eines geeigneten, sekundären Hexitylamins mit einem Carboxyalkylierungsmittel hergestellt. Ein Hexitylamin ist ein Aminoderivat eines Hexits, z. B. von Sorbit, Mannit, Dulcit, in welchem eine beliebige Hydroxylgruppe durch eine Aminogruppe ersetzt ist. Solche Hexitylamine werden zweckmäßig durch kartalytische Reduktion einer Hexose in Gegenwart eines primären Amins hergestellt. N-Methyl-, N-Äthyl-, N-Propyl-, N-Oxyäthyl-, N-Oxypropyl-, N-Dioxypropyl-Glycamine sowie N-Methyl-, N-Äthyl-f ructamine stellen geeignete sekundäre Hexityla,mine dar.
• Unter einem Carboxyalkylierungsmittel wird eine Verbindung verstanden, die fähig ist, einen Carboxyalkylrest oder einen Rest, der in einen Carboxyalkylrest verwandelt werden kann, durch Substitution eines Aminowasserstoffatoms in das Hexitylamin einzuführen. Ein Rest, der leicht in einem Carboxyalkylrest umzuwandeln ist, läßt sich durch die Formel (-C" H2" X) darstellen; . dieser Rest. ist ein substituierter Alkylrest, worin m den Wert i oder :2 und X eine der Gruppen - C O - OR, -C N, - C O - O Z und -C O - N H2 bedeutet. In dernt Rest -CO - O R bedeutet R einen Alkylrest, der i bis 3 Kohlenstaffatome enthält. In der Formel -C O - O Z bedeutet Z ein Alkalimetall. Durch einfache Verfahren, wie Hydrolyse, lassen sich die obengenannten Gruppen leicht in einen, Carboxyalkylrest verwandeln. Monochloressigsäure, Monobromessigsäure, Natriumchloracetat, Ka.liumchloraceiätt, a-Chlorpropionsäure, a-Brompropionsäure, ß-Chlorpropionsäure, ß-Brompropionsäure, Acrylsäure, Aorylsäiueester usw. sind geeignete Carboxyalkylierungsmittel. Werden Acrylsäureester verwendet, dann kann die Aminosäure durch Hydrolyse des entstandenen Esters gewonnen werden. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch dadurch erhalten werden, da$ man das sekundäre Hexitylamin mit einem Oxynitril oder mit ungesättigten Nitrilen, wie Glycolsäurenitril, Lactonitril oder Acrylnitril, umsetzt und dann das Reaktionsprodukt, ein N-Cyanalkylhexitylasnin, mit Wasser und Alkali verseift, wobei das N-Carboxyaskylhexitylarniinalkalisalz erhtälten wird. Die freie Säure kann durch Zugabe der äquivalenten Menge einer stärken Säure, z. B. Salzsäure oder Schwefelsäure, erhalten werden.
• Das vorzugsweise angewendete Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Verbindungen besteht darin, dtaß ein sekundäres Hexitylamin mit einer halogenierten Carbonsäure umgesetzt wird. Als Carboxyalkylierungsmittel kommen die halogenierten Carbonsäuren oder deren Alkalisalze wegen ihrer leichten Verfügbarkeit, ihrer Wirtschaftlichkeit und der verhältnismäßig einfachen Betriebsbedingungen, die zur Herstellung der erfindungsge°rnäßen Produkte erforderlich sind, bevorzugt zur Anwendung. Diese Reaktion wird zweckmäßig so durchgeführt, daß das sekundäre Hexitylamin mit einer wäßrigen Lösung des Natriumsalzes der Halogencarbonsäure bei Temperaturen von etwa 2o bis etwa i25°, vorzugsweise bei etwa, So bis ioo°, umgesetzt wird. Wird Acrylsäure als Carboxyalkylierrungsmittel verwendet, dann erfolgt die Umsetzung einer wäßrigen oder alkoholischen Lösung des sekundären. Hexitylamins mit der Acrylsäure bei einer Temperatur von etwa 30 bis I25°. Ist das Carboxyalkylierungsmittel ein Acrylsäureester, dann kann die Temperatur zwischen So und i5o° schwanken. Diese Umsetzung kann auch in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, wie Methanal, Pyridin,, durchgeführt werden. Sie kann auch unter Druck und in Gegenwart von Mitteln erfolgen, die die Polymerisation der Acrylesbeir verhindern. Wenn eine freie Säure entsteht, kann diese durch Neutralisierung mit einem Alkalihydroxyd in ein Alkaliselz umgewandelt werden. Besonders geeignete Alkalisalze sind die Natrium-, Kalium- und Lithiumsalze, wobei das Natriumsalz bevorzugt zur Anwendung kommt.
• Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind außerordentlich wirksam als Ionen, bindende Mittel und als Entaktivatoren von. Metallionen. Beispiel i Zu einem Gemisch aus 195 g N-Methylglycamin, 25o ccm Methanol und 25 ccm Wasser wurden im Verlauf -von. 18 Minuten bei 36 bis 38° 81,5 g 7oprozentige Glycolsäurenitrillösung gegeben. Die Lösung wurde 6o Minuten bei 33 bis 39° gerührt. Dann wurde die Temperatur während 2 Stunden allmählich auf 64° erhöht und während weiterer 70 Minuten auf 58 bis 64° gehalten, worauf das Lösungsmittel unter Vakuum bei einer Höchsttemperatur von gi° abdestilliert wurde. Das Produkt (236,5 g) erstarrte beim Abkühlen. 26,4 g des Produktes wurden in 2o ccm Wasser gelöst und 6,5 g festes Natriumhydroxyd zugegeben. Beim Lösen des Natriumhydroxydsbenn das Produkt kräftig zu sieden, Trobei sich Ammoniak entwickelte. Das Gemisch wurde auf dem Dampfbad erhitzt, bis die Ammoniakentwicldung aufhörte, wobei zur Ergänzung des durch die Verdampfung verlorenen Wassers von Zeit zu Zeit Wasser zugegeben wurde. Es entstand: eine Lösung des Natriumsalzes. des N-Methyl-N-carboxymethylglucamins. Beispiel 2 Eine NatriumchloracetatLöiung wurde dadurch hergestellt, da.B eine Lösung von 94,5 g Cloressigsäure in Zoo ccm Wasser bei io bis i5° mit einer Lösung von 4o g Natriumhydroxyd in Zoo ccm Wasser vorsichtig neutralisiert wurde. 195 g N-Methyl-glucamin wurden dieser Lösung zugesetzt. Die Lösung wurde auf 52° erhitzt; dann wurden Zoo ccm Wasser unter Vakuum abdestilliert. Die konzentrierte Lösung wurde auf 81° erhitzt. Die Reaktion verlief exotherm, wobei die Temperatur innerhalb von io Minuten auf 9i° stieg. Nachdem die exotherme Reaktion, nachgelassen hatte, wurde die Lösung auf I12° erhitzt und 50 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Die Lösung wurde mit Wasser auf iooo ccm verdünnt und zwecks Klärung.filtriert. Es wurde eine Lösung des N-Methyl-N-carboxymethylglucamins erhalten, die i Mol Natriumchlorid enthielt. Das Wasser wurde darauf abgetrieben und das N-Methyl-N-carboxymethylklucamiin in Methanol aufgenommen. Diese Lösung wurde dann zur Trockne verdampft, wobei N-Merthyl-N-carboxymethylglucamin erhalten wurde. Beispiel 3 Einer Lösung aus 195 g N-Methylgluoämin und 195 ccm Wasser wurden im Verlauf von 6 Minuten bei 36 bis 59° 74 g Acrylsäure (Eiskühlung) zugegeben. Die Lösung wurde auf io5° erhitzt und bei dieser Temperatur q.o Minuten gehalten. 130 ccm Wasser wurden unter Vakuum bei 65 bis io5° abdestilliert. Die konzentrierte Lösung wurde während weiterer 3 Stunden bei 84 bis 1o4° gehalten und dann. mit Wasser auf i Liter verdünnt. Es entstand eine Lösung des N-Methyl-N-carboxyäthyl-glucymins.
• Ein Teil dieser Lösung wurde auf dem Dampfbad eingedampft und schließlich in einem Vakuumofen bei 6o° getrocknet. Der Rückstand war klar, harzardg hygroskopisch. Beispiel q. i8,9 g Monochloressigsäure wurden in 75 ccm Wasser gelöst und die Lösung auf o° gekühlt. Während des Küblens wurde im Verlauf von 5 Minuten eine Lösung von 8,1 g Natriumhydroxyd in 35 ccm -Wasser unter kräftigem Rühren zugegeben., wobei die Temperatur unter 2° gehalten wurde. Zu der kalten. Natriumchloracetatlösung wurden 4489 N-Äthylglucamin gegeben. Durch Erwärmen wurde die Temperatur auf 80° erhöht. Nach dem Nachlassen der exothermen Reaktion , wurde die Temperatur auf 1o3° erhöht und 2 bis 3/q. Stunden auf dieser Höhe gehalten. Das Reaktionsgemisch wurde dann. auf Raumtemperatur gekühlt und mit destilliertem Wasser auf ein Volumen von 25o ccm verdünnt, wobei eine Lösung von N-Äthylglucamin-N-essigsäure mit einer Molkonzentration von etwa o,8 erhalten wurde.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von N-Carboxyalkyl-hexitylaminen der allgemeinen Formel worin (C6 H13 05) den Hexanpentalrest eines Hexitylamins, R einen Alkylrest mit i bis 3 Kohlenstofffatomeri oder - einen Oxyalkylrest mit i bis 3 Kohlenstoffatomen, n = i oder 2 und Y Wasserstoff oder ein Alkalimetall bedeuten, dadurch gekennzeichnet, da.B man ein geeignetes sekundäres Hexitylamin mit einem Carboxyalkylierungsmittel umsetzt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man als Carboxyalkylierungsmittel eine Halogenmonocarbonsäure verweht, die 2 oder 3 Kohlenstoftatome enthält.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, da.ß man als Carboxyalkylierungsmittel Acrylsäure, Monochloressigsäure oder Natriumchloracetat verwendet.