NO171855B - Distannoksaner samt fremgangsmaate for syntetisering av sukrosederivater - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår nye stannoksaner.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for fremstilling av sukrosederivater ved en regioselektiv reaksjon og den kan benyttes for eksempel for å fremstille monosubstituerte sukrosederivater der substituenten befinner seg i 6-posisjon.

Sukrose er et disakkarid hvis molekylstruktur er vist som fig. 1. (I figurene viser molekylstrukturen av sukrose og derivater derav den konformasjonelle form som benyttes. For hensiktsmessighetens skyld er hydrogenatomene som er bundet til karbonatomene i de to ringer og posisjonstallene for karbonatomene kun vist i fig. 1). Sukrosemolekylet inneholder tre primære hydroksylgrupper og fem sekundære hydroksylgrupper. Når det er ønskelig å fremstille derivater av sukrose som involverer reaksjon av hydroksylgruppene kan det derfor være et hovedproblem å rette reaksjonen kun mot den ønskede hydroksylgruppe. For eksempel blir det kunstige søtstoff 4.1*. 6 '-triklor-4. 1'. 6'-trideoksy galaktosukrose ved å erstatte hydroksylgruppene i 4-, 1'- og 6'-posisjoner med klor. (Ved fremgangsmåten for fremstilling av søtningsmidlet blir stereokonfigurasjonen i 4-posisjon reversert og således er forbindelsen en galaktosukrose. ) Denne forbindelse og fremgangsmåter for syntese av den er beskrevet i US-PS 4 343 934, 4 362 869, 4 380 476 og 4 435 440. Styringen av kloratomene til kun de ønskede posisjoner er et hovedsyntese-problem, spesielt fordi hydroksylgruppene som erstattes har forskjellig reaktivitet (to er primære og en er sekundær; syntesen kompliseres ytterligere ved det faktum at den primære hydroksylgruppe i 6-posisjon er usubstituert i sluttproduktet. Fremstillingen av dette søtningsmiddel er kun en illustrasjon på syntesen av sukrosederivater der det er ønskelig enten å derivatisere visse spesifikke hydroksylgrupper og bare disse hydroksylgrupper, eller derivatisere kun et spesifisert antall av hydroksylgruppene, kanskje i dette tilfelle uten spesielt henblikk på hvilke spesielle hydroksylgrupper som derivatiseres. Fremstillingen av sukrosebaserte monoesteroverflateaktive midler er et kommersielt eksempel på monosubstituering av sukrosemolekylet.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en mulighet for syntetisering av sukroseforbindelser som 6-substituerte sukrosederivater ved en fremgangsmåte som ifølge oppfinnelsen er sterkt regioselektive både med henblikk på styring av reaksjonen strikt til 6-posisjon og fremstillingen av kun monosubstituerte derivater. Uttrykket "regioselektiv" henviser til en reaksjon som sterkt favoriserer et enkelt hovedprodukt (se Hassner, "Regiospecificity. A Useful Terminology in Addition and Elimination Reactions", "J. Org. Chem.", 33» No. 7, 2684-6, juli 1968).

Som nevnt ovenfor angår foreliggende oppfinnelse nye distannoksaner i form av 1,3-di(6-0-sukrose)-l,1,3,3-tetra(alkyl)distannoksan, særlig 1,3-di-(6-0-sukrose )-1,1,3,3-tetrabutyl-distannoksan.

Oppfinnelsen angår som nevnt ovenfor også en fremgangsmåte for syntetisering av sukrosederivater og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at den omfatter å omsette sukrose med et 1 , 3-di (hydrokarbyloksy)-l,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan ved en temperatur og i et tidsrom tilstrekkelig til å gi et 1,3-di-(6-0-sukrose)-l,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan, at det oppnådde 1,3—di-(6-0-sukrose)-l,1,3,3-tetra-(hydrokarbyl)distannoksanproduktet eventuelt underkastes et ytterligere reaksjonstrinn med et acyleringsmiddel for å gi en sukrose-6-ester,

eller eventuelt å underkaste en blanding av

a) sukrose,

b) alkohol eller fenol, og

c) et di(hydrokarbyl)tinnoksyd

ved en temperatur og i et tidsrom tilstrekkelig til å gi et

1,3-di-(6-0-sukrose )-l,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan,

eller eventuelt

a) å underkaste en "blanding av sukrose, alkohol eller fenol, og et di(hydrokarbyl)tinnoksyd, en temperatur og et tidsrom tilstrekkelig til å gi et 1,3-di-(6-0-sukrose)-1,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)-distannoksan, og b) å omsette produktet fra trinn a) med et acyleringsmiddel for derved å oppnå en sukrose-6-ester.

I en oversiktsartikkel med tittelen "REGIOSELECTIVE MANIPULA-TION OF HYDROXYL GROUPS VIA ORGANOTIN DERIVATIVES", "Tetra-hedron", Vol. 41. No. 4, s. 643-663 (1985), beskriver David et al, reaksjonen av tinnforbindelser med hydroksylgruppe-holdige forbindelser for derved å gi stannoksylforbindelser som så kan alkyleres eller acyleres for fremstilling av etere eller estere. Reaksjonen mellom bis(tributyltinn )oksyd og forskjellige karbohydrater inkludert sukrose fulgt av acylering for å fremstille en blanding av estere med varierende substitusjonsgrad, er beskrevet. Bruken av dibutyltinnoksyd i en reaksjon med karbohydrater er også beskrevet i artikkelen. Forfatterne angir fremstilling av to dialkylstannylenkarbohydratderivater, 4, 6-0-benzyliden-a-D-glukopyranosid og 4 ,6-0-benzyliden-2 ,3-0-dibutylstannylen-oc-D-mannopyranosid. De foreslåtte molekylstrukturer for disse to stannylenderivater er vist i figurene 3 og 4 på side 645 i artikkelen.

Wagner et al. beskriver i "J. org, Chem.", 39, 24 (1974) fremstilling av dibutylstannylenderivater av nukleosider ved omsetning av dibutyltinnoksyd med nukleosider i tilbakeløps-kokende metanol. Efter stripping av metanolen blir stannylen-derivatet acylert ved omsetning med ekvimolare mengder av syreklorid og trietylamin.

Holzapfel et al. beskriver i "Sucrose Derivatives and the Selective Benzoylation of the Secondary Hydroxyl groups of 6,1',6'-tri-O-tritylsucrose", "S. Af r. Tydskr.. Chem", 1984, 37(3), s. 57.61 ved omsetning av dibutyltinnoksyd med 6,1',6'-tri-O-tritylsukrose fulgt av omsetning med benzoyl-klorid for derved å fremstille et 72#-ig utbytte av 3'-0-benzoyl-6,1',6 '-tri-O-tritylsukrose og 9% av 2-0-benzoat-derivatet og mindre mengder av 2,3'-dibenzoatderivåtet.

Basislæren ifølge den kjente teknikk (representert ved de ovenfor anførte authorer) er at reaktiviteten for en hydroksylgruppe økes ved dannelse av en binding med tinn, men i polyhydroksylerte forbindelser som sukkeret kan de ikke forutsies a priori hvilken hydroksylgruppe som aktiveres (se sidene 246-47 av den angitte David et al. artikkel i det avsnitt som kalles "Stereoelectronic consequences of the Sn-0 bond. --nucleophilic enhancement of the oxygen atom", spesielt det siste avsnitt i denne del.

Figurene 1-3 viser strukturformler for sukrose, l,3-di-(6-0-sukrose)-l,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan henholdsvis sukrose-6-estere.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter omsetning av et 1,3-di (hydrokarbyloksy)-l,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan (som herefter for enkelhets skyld kalles "di(hydrokarbyl-oksy )distannoksan ) med sukrose for derved å danne et 1,3-di-(6-0-sukrose )-l,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan (som herefter for enkelhets skyld kalles "di(hydrokarbyl)stan-noksylsukrose"), som så kan omsettes med et acyleringsmiddel for å danne en sukrose-6-ester. De to reaksjoner skal illustreres ved den følgende generaliserte forsøksprosedyre der dibutyltinnoksyd benyttes for å oppnå di(hydrokarbyloksy)di-stannoksanet in situ og der benzosyreanhydrid benyttes som acyleringsmiddel: Metanol (100 ml), sukrose (5 g), og dibutyltinnoksyd (3,64 g - 1 molar ekvivalent, basert på mol sukrose 1 mol tinn benyttes pr. mol sukrose) chargeres til en egnet reaksjons-beholder. Innholdet i reaksjonsbeholderen kokes under tilbakeløp i 2 til 2Vi time hvorefter metanolen strippes av. Produktet av denne reaksjon er 1,3-di-(6-0-sukrose)-l,1,3,3-tetrabutyl distannoksan eller dibutylstannoksylsukrose "DBSS", et hvitt faststoff. Det hvite faststoff tas opp i 100 ml N,N-dimetylformamid "DMF" og 33,64 g benzosyreanhydrid (ca. 1 molar ekvivalent, beregnet på sukrose), tilsettes. Innholdet av reaksjonsbeholderen tillates å stå ved romtemperatur over natten hvorefter DMF strippes av. Ca. 100 ml metylenklorid MeCl2 tilsettes. Reaksjonsproduktet, sukrose-6-benzoat, er uoppløselig i MeCl2 og faller ut som et faststoff. Faststoffet inneholder ca. 3 til 6 vekt-# sukrose mens resten er sukrose-6-benzoat. Reaksjonen er så og si perfekt regioselektiv i det utbyttet av sukrosebenzoat som er substituert i 6-posisjon er over 97$. (^-andelen er den del av det totale toppareal fra en HPLC-elueringsprofil som skyldes sukrose-6-benzoat. Andre produkter er molekyler som inneholder en UV-kromofor som ikke ble isolert eller karakterisert. Forbindelser som ikke er UV-absorbere, mest overveiende sukrose, er ikke detekterbare på denne måte slik at de analyseres og rapporteres separat.) Organotinnmate-rialet forblir i MeClg; sukrose-6-benzoatproduktet inneholder ikke mer enn en spormengde tinn efter utfelling med MeCl2-

I den spesifikke illustrerende reaksjon som er beskrevet ovenfor ble dibutyltinnoksyd og sukrose blandet og oppvarmet i tilbakeløpskokende metanol. Det antas at metanolen først reagerer med dibutyltinnoksydet og gir 1,3-dimetoksy-l,1,3,3-tetrabutyldistannoksan eller "dimetoksydistannoksan". Dimetoksydistannoksanet antas å være det som reagerer med sukrosen for derved å danne DBSS. Analyse av DBSS er konsistent med den konklusjon at DBSS er en forbindelse med strukturen:

der Suc betyr 6-0-sukrose (det vil si sukrosedelen er bundet via oksygenet som er bundet til karbonatomet i 6-posisjon) og der Bu betyr butyl. Fig. 2 viser molekylstrukturen for 1 , 3-di - ( 6-0-sukrose )-l, 1, 3 , 3-tetra(hydrokarbyl )-distannok-

sanene som fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. I figurene representerer E-gruppene hydrokarbylgrupper som kan være like eller forskjellige.

Sukrose og di(hydrokarbyloksy)distannoksan reaktantene benyttes i andeler for å gi det ønskede 1,3-di-(6-0-sukrose)-1,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan produkt. Det er en foretrukket gjennomførelsesform av oppfinnelsen der di(hydro-karbyloksy )distannoksan dannes in situ ved omsetning av et di(hydrokarbyl )tinnoksyd med en lavere alkanol som metanol idet de(hydrokarbyl)tinnoksydet og sukrose fortrinnsvis benyttes i reaksjonen i andeler slik at det er minst 1 mol di(hydrokarbyl)tinnoksyd pr. mol sukrose. Noe høyere andeler av di(hydrokarbyl)tinnoksydet er ikke skadelig for for-estringsreaksjonen, imidlertid vil mindre enn ekvimolare mengder av tinnforbindelsen øke mengden av sukrose som omdannes til DBSS og derved redusere reaksjonens spesifisi-tet .

I stedet for dibutyltinnoksydet kan det benyttes andre di(hydrokarbyl)tinnoksyder der hydrokarbylgruppene som er bundet til tinnet individuelt kan være alkyl, cykloalkyl, aryl eller arylalkyl som for eksempel metyl, etyl, propyl, butyl, oktyl, benzyl, fenetyl, fenyl, naftyl, cykloheksyl og substituert fenyl. De foretrukne hydrokarbylgrupper er alkyl med opptil 8 karbonatomer. I stedet for tinnoksyd kan et di(hydrokarbyl )tinn dialkoksyd-, dihalogenid-, diacylat-eller andre organiske tinnforbindelser benyttes så lenge de danner di(hydrokarbyloksy)distannoksan in situ.

Reaksjonen gjennomføres i et organisk flytende reaksjonsmedium som er et oppløsningsmiddel for sukrose og di(hydro-karbyloksy )distannoksanet . Når di(hydrokarbyloksyd)-distannoksanet dannes in situ er reaksjonsmediet fortrinnsvis også et oppløsningsmiddel for forbindelser som benyttes for å danne di(hydrokarbyloksy)distannoksanet. Mere spesielt er reaksjonsmediet også en av reaktantene som benyttes for å danne di(hydrokarbyloksy)distannoksanet in situ. Et vidt spektrum alifatiske og cykloalifatiske alkoholer eller fenoler kan benyttes som reaksjonsmedium. Det er ofte mest økonomisk å gjennomføre reaksjonen mellom di(hydrokarbyl)-tinnoksydet (eller en ekvivalent reaktant) og alkoholen eller fenolen under atmosfæriske tilbakeløpsbetingelser. For dette formål er lavere alkylprimære alkoholer generelt foretrukket. Således er de foretrukne reaksjonsmedier primære lavere alkanoler som metanol, etanol, n-propanol, n-butanol, n—pentanol og n-heksanol. Ytterligere alkoholer og fenoler som kan benyttes som reaktant/reaksjonsmedium er sekundære alkoholer som isopropylalkohol og andre sekundære alkanoler, fenoler, eventuelt substituert med for eksempel alkyl, cykloheksanol, eventuelt substituert med for eksempel lavere alkyl. Inerte organiske væsker som toluen, xylen og andre hydrokarboner kan også benyttes ved reaksjoner hvis dette er ønskelig.

Di(hydrokarbyloksy)distannoksanet kan representeres ved formelen:

der hver R' individuelt er alkyl, cykloalkyl, aryl eller aralkyl, og der hver R individuelt er en hydrokarbylgruppe, for eksempel alkyl, cykloalkyl, aryl eller aralkyl.

Reaksjonen mellom sukrose og di(hydrokarbyloksy)distannoksan gjennomføres ved en temperatur og i et tidsrom tilstrekkelig til å gi di (hydrokarbyl)stannoksylsukrose. Illustrerende reaksjonstemperatur er innen området ca. 50 til 150°C. Det er mest hensiktsmessig å gjennomføre reaksjonen ved vanlig trykk, det vil si atmosfærisk trykk, og reaksjonsmediets tilbakeløpstemperatur. Illustrerende reaksjonstider er fra ca. 1 til 24 timer.

Di(hydrokarbyl)stannoksylsukrosen gjenvinnes ved prosedyrer som er analoge de som er kjent i teknikken. Reaksjonsmediet fjernes, for eksempel ved en stripping som kan gjennomføres under redusert trykk hvis dette er ønskelig. Produktet er et faststoff og dette kan eventuelt renses ved omkrystallisering hvis ønskelig.

Hvis ønskelig kan di(hydrokarbyl)stannoksylsukroseproduktet fra strippeprosedyren benyttes direkte uten ytterligere rensing i en acyleringsreaksjon. Det er foretrukket å benytte en molar ekvivalent acyleringsmiddel i reaksjonen (ekvivalensen er basert på molare ekvivalenter av sukrose).

I denne kontekst vil et mol benzosyreanhydrid utgjøre en molar ekvivalent. Et lett overskudd, for eksempel fra 1 til 5 mol-# overskudd, av acyleringsmidlet, kan benyttes hvis dette er ønskelig.

Valget av det spesielle acyleringsmiddel som skal benyttes i acyleringsreaksjonen dikteres delvis av den bruk det acylerte produkt er ment for. Hvis for eksempel acylgruppen benyttes som en blokkerende gruppe slik tilfellet ville være ved fremstilling av det kunstige søtstoff som er nevnt ovenfor, vil et acyleringsmiddel som benzo- eller eddiksyreanhydrid benyttes på grunn av de lave omkostninger, acylgruppen fjernes lett ved et egnet trinn i syntesen og forbindelsen er stabil overfor reaksjoner den acylerte forbindelse må undergå før fjerning av acylgruppen. Hvis en sukrose-6-ester skal være sluttproduktet ved syntesen er acyleringsmidlet som benyttes et som gir den ønskede acylgruppe for ester-produktet. Med disse produkter for øyet finner man blant acyleringsmidler som kan benyttes de forskjellige anhydrider og syrehalogenider av benzo- og substituert benzosyre (for eksempel 4-nitro- og 3,5-dinitrobenzosyre og lignende), alkansyrer som eddik-, propion-, smør-, cykloheksankarboksyl-syre, langkjedede fettsyrer av både mettet og umettet type som stearin, olje- og linolsyre og lignende med for eksempel opp til 28 karbonatomer, umettede syrer som akryl- og metakrylsyre, substituerte syrer som klor-, cyano- og fenoksyeddiksyre og lignende, videre mettede og umettede dikarboksylsyrer som ftal-, malein-, glutarsyre og lignende. Acyleringsreaksjonen gjennomføres i en inert organisk reaksjonsbærer som DMF eller andre polare aprotiske forbindelser som N-metylpyrrolidon, dimetylsulfoksyd og lignende, det vil si et oppløsningsmiddel for begge reaktanter og reaksjonsproduktet. Acyleringsreaksjonen gjennomføres ved en temperatur og i et tidsrom tilstrekkelig til å fremstille sukrose-6-ester produktet. Typiske reaksjonstemperaturer er funnet innen området ca. 0 til 80°C. I den spesifikke reaksjon som beskrives ovenfor ble reaksjonen gjennomført ved romtemperatur, altså ca. 18 til 25°C. Typiske reaksjonstider finnes vanligvis innen området ca. 0,5 til 48 timer.

Sukrose-6-esterproduktet fra den ovenfor angitte reaksjon kan gjenvinnes ved prosedyrer som er analoge gjenvinnings-prosedyrene av kjent type. For eksempel kan reaksjonsmediet gjenvinnes, for eksempel ved stripping, og reaksjonsproduk-tene kan så tas opp i et flytende materiale som oppløser enten sukrose-6-esteren eller biprodukt tinnforbindelser, men ikke begge dele. I den ovenfor illustrerte reaksjon ble metylenk.lorid benyttet fordi det totalt oppløser tinnforbindelser men ikke sukrose-6-esteren. Efter tilsetning av metylenklorid gjenvinnes sukrose-6-esteren ved filtrering. Denne kan så vaskes med et moderat polart aprotisk oppløs-ningsmiddel som acetonitril eller aceton for å sikre i det vesentlige total fjerning av tinnforbindelser. Slike oppløsningsmidler oppløser tinnforbindelser men lite eller ingen sukrose-6-ester.

Molekylstrukturen for sukrose-6-esterproduktet ifølge oppfinnelsen representeres ved formelen som vises i fig. 3 der Ac betyr en acylgruppe.

Hvis ønskelig kan tinnforbindelser gjenvinnes fra metylen-kloridoppløsningen og resirkuleres. Dette understøtter prosessøkonomien.

Oppfinnelsen skal illustreres ytterligere under henvisning til de ledsagende eksempler.

Eksempel 1

1, 3- Di-( 6- Q- sukrose )- l, 1, 3, 3- tetrabutyldistannoksan ( DBSS) Sukrose (50 g) og dibutyltinnoksyd (38,2 g) ble kokt ill tilbakeløpskokende metanol inntil det efter 2 56 time var oppnådd en klar oppløsning. Oppløsningen ble fordampet og resten tørket under vakuum og man oppnådde 87,9 g DBSS.

Elementanalyse for C4øH7g023Sn2<:>

Beregnet: C, 41,26; H, 6,75; Sn, 20,39.

Funnet: C, 41,28; H, 6,84; Sn, 20,63.

Eksempel 2

Sukrose- 6- benzoat

Metode A.

En blanding av sukrose (6 g), dibutyltinnoksyd (3,64 g) og metanol (200 ml) ble kokt under tilbakeløp inntil det efter ca. 2 til 2 Vi time var oppnådd en transparent oppløsning. Metanolen ble fordampet til tørr tilstand ved 55-60°C under redusert trykk ved hjelp av en vannpumpe og resten tatt opp i 100 ml DMF. Den klare farveløse oppløsning ble avkjølt til 0°C og 3,64 g benzosyreanhydrid ble tilsatt til oppløsningen hvorefter det hele ble omrørt i 4 timer ved 0 til 5°C og så 48 timer ved omgivelsestemperatur. TLC (tynnsjiktskromato-grafi ) (15:10:1 CHCI3:CH3OH:H0Ac) viste monobenzoater som hovedprodukt med spor av benzosyreanhydrid, sukrose diben-zoater og sukrose fremdeles til stede. Blandingen ble fordampet til tørr tilstand ved 35 til 40° C med en mekanisk pumpe til en farveløs sirup som så ble dispergert i MeCl2- Et fint hvitt faststoff presipiterte fra MeCl2 oppløsningen. Denne ble gjenvunnet ved vakuumfiltrering, vasket først med MeCl2 og så heksan og så lufttørket og man oppnådde 4,97 g av et faststoff inneholdende 5,1 vekt-# sukrose (ca. 0,25 g), sukrose-6-benzoat (96,3$ av alt UV-absorberende materiale, ingen andre sukrose monobenzoater ble påvist) og et spor av organotinnforbindelse. Metoden som ble benyttet for å analysere produktene er angitt nedenfor.

Sukrosebenzoatprøver ble analysert ved HPLC. Prøvekomponenter ble separert på en reversfase oktadecylsilan HPLC-kolonne med gradienteluering fra 10% metanol/90% 0.01M K2HP04, pH 7,5 buffer til 69,5% metanol/30,5% buffer. Detekteringen skjedde ved TJV-absorpsjonen ved 254 nm. Prøvene ble analysert mot en sukrose-6-benzoatstandard av kjent sammensetning og renhet for derved å bestemme vekt-%-andelen. (Sukrose-6-benzoat-standarden ble fremstilt som beskrevet her, omkrystallisert fra acetonitril for å oppnå en prøve med høy renhet og strukturen er fastslått ved NMR-analyse som gis nedenfor.) Den kromatografiske renhet ble også beregnet fra den totale kromatografiske topp-profil.

Sukroselauratestere ble analysert på en reversfasekolonne ved bruk av en isokratisk mobil fase av 60% metanol/40% vann. Refraksjonsindeksdetektering ble benyttet.

Sukroseinnholdet i sukrosebenzoatprøver ble bestemt ved HPLC-analyse. Sukrosen ble separert fra de andre prøve-komponenter med en aminbundet HPLC-kolonne ved bruk av en isokratisk mobil fase av 85% acetonitril/15% vann. Refrak-sjonsindeks detektering ble benyttet og sukrosetoppen i prøven ble sammenlignet med den fra en sukrose standard-oppløsning for å tillate kvantitering av sukroseinnholdet i prøven.

Sukrose-6-benzoat, NMR-data:

NMR-data ble oppnådd ved 270 MHz 1 D2O ved omgivelsestemperatur. Kjemiske skift rapporteres relativt til tetra-metylsin ved (§) 0 ppm (ytre referanse).

Metode B.

DBSS (57,3 g) og benzosyreanhydrid (24,9 )g ble omrørt sammen i dimetylformamid (580 ml) ved 18-22°C i 23 timer. Blandingen ble fordampet til en sirup. En gummilignende masse ble precipitert fra sirupen ved triturering med MeCl2:heksan (2:1, 300 ml); supernatanten ble dekantert og gummiresten triturert i 160 ml MeCl2, faststoffet ble gjenvunnet ved filtrering, først vasket med MeCl og så heksan og så lufttørket for derved å gi 36,2 g produkt hvorav 71 vekt-% var sukrose-6-benzoat.

Metode C.

Sukrose (50 g) og dibutyltinnoksyd (38,2 g) ble kokt sammen i 1 liter metanol i 2 V2 time hvorefter oppløsningsmidlet ble fordampet og resten tørket under vakuum. Dette materialet ble benzoylert (benzosyreanhydrid, 38,2 g; DMF, 550 ml, ved romtemperatur over natten), DMF ble strippet over en sirup-lignende og tørket ytterligere under vakuum. Tilsetning av 1 1 MeClg oppløste den tørkede masse og precipiterte råproduktet (44,5 g hvorav 3,4 vekt-% var sukrose og 86,6 vekt—% var sukrose-6-benzoat). En andre materialhøst precipiterte under filtreringen og ble også gjenvunnet (3,4 g; 1,6% sukrose; 89 vekt-% sukrose-6-benzoat). Moderluten ble fordampet til en tynn sirup, fortynnet med aceton og man oppnådde en tredje høst (6,6 g; 0,44 vekt-% sukrose; 100 vekt-% sukrose-6-benzoat denne prøve var åpenbart renere enn standarden). Filtratet ble fordampet og den resterende sirup ble fortynnet med 95:5 acetonitril:vann. Tetrabutyl-distannoksandibenzoat (50 g) falt først ut som en olje og krystalliserte derefter. Fordamping av filtratet og fortyn-ning med aceton ga en ytterligere høst av sukrose-6-benzoat (7,2 g; 0,3 vekt-% sukrose; 99 vekt-% sukrose-6-benzoat).

Eksempel 3

Bruk av dioktvltinnoksvd for omdanning av sukrose til sukrose- 6- benzoat.

Sukrose (5 g) og dioktyltinnoksyd (5,3 g) ble kokt sammen i 100 ml tilbakeløpskokende metanol i 4 timer; 100 ml toluen ble tilsatt og azeotropen ble fjernet ved destillasjon. (Vann og metanol ble fjernet som azeotrop for å drive reaksjonen til fullførelse). Den gjenværende toluen ble fordampet ved 50 til 55° C og resten oppløst i 100 ml DMF. 3,64 g benzosyreanhydrid ble tilsatt til oppløsningen. Efter 1 time ble ytterligere 0,75 g benzosyreanhydrid tilsatt. Efter 3 timer ble blandingen fordampet; resten ble triturert (det vil si brutt opp) i 100 ml MeCl2; det resulterende faststoff ble filtrert, vasket med MeCl2 og lufttørket og man oppnådde 6,85 g rå sukrose-6-benzoat (11,2 vekt-% sukrose; sukrose-6-benzoat er 90% av alt UV-absorberende materiale).

Eksempel 4

Sukrose- 6- acetat

DBSS (5 g) i DMF (50 ml) ble behandlet med 1,02 g eddiksyreanhydrid ved romtemperatur i 3 timer og derefter ble blandingen fordampet og sirupen triturert med 50 ml MeCl2. Efter 20 minutter ble det resulterende faststoff gjenvunnet ved filtrering, vasket med MeCl2 og heksan og lufttørket for derved å gi 3,1 g produkt inneholdende 63,4 vekt-% sukrose-6-acetat og 3,8 vekt-% sukrose.

Eksempel 5

Sukrose- 6- glutarat

DBSS (5,73 g) i DMF ble behandlet med 1,2 g glutarsyreanhydrid ved romtemperatur i 3 timer og så ved 40°C i et oljebad over natten. Ytterligere 1 g glutarsyreanhydrid ble tilsatt og efter 4 timer ved 40° C ble 10 til 15 ml metanol tilsatt for å ødelegge ikke-omsatt anhydrid. Blandingen ble tillatt å forbli ved romtemperatur over natten og så fordampet. Den resterende sirup ble triturert med 100 ml MeCl2- Supernatanten ble dekantert av, prosessen ble gjentatt med 82 ml andeler MeCl2 og det hygroskopiske faststoff ble gjenvunnet ved filtrering og så vakuumtørket hvorved man oppnådde 4,3 g råprodukt.

Eksempel 6

Sukrose- 6- Iaurat

5,73 g DBSS ble behandlet med 3,9 g laurinsyreanhydrid i 55 ml DMF ved romtemperatur i 2 timer og så ved 40°C i oljebad i 5 timer. Blandingen ble behandlet med ytterligere 1,1 g laurinsyreanhydrid, reaksjonen ble fortsatt i 2 timer og derefter bråavkjølt med 10-15 ml metanol for å ødelegge ikke-omsatt anhydrid. Blandingen ble fordampet og resten behandlet med en blanding inneholdende 70 ml dietyleter og 100 ml heksan. Supernatanten ble dekantert fra den resulterende og gelen ble vasket med 3 x 100 ml heksan, derefter tørket under vakuum for å oppnå 4,08 g av et lett hygroskopisk materiale. HPLC-analyser antydet at dette produkt bestod av 60% sukrose-6-laurat, 13% sukrose, 20% blandede sukrosedilaurater og 7% andre sukrosemonolaurater.

Eksempel 7

Fremstilling av sukrose- 6- benzoat ved bruk av dibutyltinnoksyd i metanol.

Sukrose (50,0 g, 1,00 mo eq) og dibutyltinnoksyd (40,0 g, 1,10 mol eq) ble oppslemmet i 1000 ml etanol under tilbakeløp i 3 timer. Efter ca. 1 time var faststoffene tilstrekkelig oppløst til å gi en klar farveløs oppløsning. Metanolen ble fjernet under vakuum med oppvarming til 30°C og efterlot 89 g hvitt fast (89 g) av 1,3-di-(6-0-sukrose)-l,1,3,3-tetrabutyldistannoksan (DBSS).

Denne DBSS ble oppløst i 150 ml DMF under oppvarming til ca. 40°C og oppløsningen ble avkjølt til omgivelsestemperatur. Benzosyreanhydrid (38,0 g, 1,15 mol eq) ble tilsatt og den resulterende oppløsning ble omrørt ved romtemperatur i 3 timer hvorefter tic (silikagel, elueringsmiddel 15:10:2 kloroform:metanol:vann) antydet fravær av benzosyreanhydrid og nærvær kun av en liten mengde sukrose i forhold til sukrosemonobenzoat. DMF ble fordampet under høyvakuum og man oppnådde en blek grønnaktig gul olje i en mengde av ca. 160 g som derefter ble oppløst i 500 ml aceton ved 40°C og langsomt avkjølt til romtemperatur. Sukrose-6-benzoat krystalliserte ut som et hvitt pulver som ble omrørt ved 0°C i 1 time. Produktet ble filtrert, vasket med 2 x 50 ml aceton og tørket under vakuum ved omgivelsestemperatur i 16 timer. Utbyttet var 48,1 g. Analyse: 88,1% sukrose-6-benzoat ved

HPLC.

Eksempel 8/ metode A

Fremstilling av sukrose- 6- benzoat ved bruk av dibutyltinnoksyd i butanol.

En 200 ml 3-halset rundkolbe, utstyrt med varmekappe, røreverk og en Friedrich-kondensator med et argoninnløp på toppen, ble sekvensielt chargert med 27,4 g (110 mmol) dibutyltinnoksyd og 1250 ml n-butanol. Oppslemmingen ble oppvarmet til tilbakeløp under omrøring i 0,5 timer og den klare oppløsning- som således ble oppnådd ble kokt under tilbakeløp med omrøring under argon i 2 Vi time. Reaksjonsblandingen ble så tillatt avkjøling til 90°C og 34,2 g tilsvarende 100 mmol sukrose ble tilsatt. Blandingen ble oppvarmet og omrørt til 90°C under argon i 4 timer og den i det vesentlige klare oppløsning som således ble fremstilt ble tillatt langsom avkjøling til romtemperatur med omrøring og under argon. Fordamping av oppløsningsmidlet ved hjelp av en rotasjonsfordamper og vannpumpevakuum ved en badtemperatur på 40°C, fulgt av vakuumtørking ved 50°C og 0,5 mm Hg i 8 timer, ga 50,8 g (43,7 mmol) DBSS.

Den ovenfor beskrevne DBSS ble oppløst i 400 ml DMF og overført til en 1000 ml enhalset rundkolbe med magnetisk røreverk og argoninnløp. Blandingen ble avkjølt i et isbad, behandlet med 19,7 g (87,2 mmol) benzosyreanhydrid og tillatt oppvarming og omrøring ved romtemperatur i 12 timer under argon. Fordamping av DMF med rotasjonsfordamper og mekanisk pumpe, 40°C badtemperatur, ga en viskøs olje som ble behandlet med 250 ml aceton og oppvarmet til ca. 50° C for derved å gi en klar oppløsning hvorfra sukrose-6-benzoatet lett krystalliserte ved avkjøling til romtemperatur.

Produktet ble filtrert på et grovfrittet sintret glassfilter, vasket med 2 ganger 100 ml aceton og vakuumtørket ved 50° C, 0,5 mm Hg i 16 timer, og man oppnådde 13,8 g av et hvitt faststoff som ved HPLC-analyse viste seg å bestå av 97,4% sukrose-6-benzoat.

Eksempel 8/ Metode B

Fremstilling av sukrose- 6- benzoat ved bruk av dibutyltinnoksyd i butanol

En 2000 ml 3-halsrundkolbe, utstyrt med varmekappe, røreverk og Friedrich-kondensator med argoninnløpet på toppen, ble sekvensielt chargert med 27,4 g (110 mmol) dibutyltinnoksyd, 750 ml n-butanol og 500 ml DMF. Oppslemmingen ble oppvarmet til 125°C med omrøring i løpet av 0,5 timer og den klare oppløsning som ble oppnådd ble holdt ved denne temperaturen med omrøring under argon i 2 V2 time. Reaksjonsblandingen ble så tillatt avkjøling til 90° C og 34,,2 g (100 mmol) sukrose ble tilsatt. Denne blanding ble oppvarmet og omrørt ved 90°C under argon i 4 timer og den helt klare oppløsning som således ble oppnådd ble tillatt langsom avkjøling til romtemperatur under omrøring og under argon. Reaksjonsopp-løsningsmidlet ble fordampet ved hjelp av en rotasjonsfordamper med vannpumpevakuum og ved 45°C badtemperatur, og den resterende oppløsning ble oppløst i 400 ml DNF.

DNF oppløsningen, teoretisk 50,0 mmol DBSS, ble overført til en 1000 mm 1-halsrundkolbe med magnetisk røreverk og argoninnløp. Oppløsningen ble avkjølt i et isbad, behandlet med 24,9 g eller 110 mmol benzosyreanhydrid og omrørt i 8 timer ved 0°C og derefter 12 timer ved romtemperatur. Reaksjonen ble ytterligere gjennomført som beskrevet i eksempel 8 metode A og man oppnådde 32,2 g hvitt faststoff som ved HPLC-analyse viste seg å bestå av 98,1% sukrose-6-benzoat.

Eksempel 9

Fremstilling av sukrose- 6- benzoat ved bruk av dibutvltinn-dimetoksyd i DMF

Sukrose (5,00 g, 1,00 mol eq) ble oppløst i DMF (20 ml) ved 55°C. Dibutyltinndimetoksyd (4,35 g, 1,01 mol eq) ble tilsatt og vannpumpevakuum ble pålagt. Blandingen ble omrørt under vakuum i 1 time og derefter avkjølt til romtemperatur.

(Dibutyltinndimetoksyd reagerer in situ med spormengder. vann og danner 1,3-dimetoksy-l,1,3,3-tetrabutyldistanoksan). Benzosyreanhydrid (4,00 g, 1,21 mol eq) ble tilsatt og den resulterende oppløsning ble omrørt ved romtemperatur i 3 timer, på dette tidspunkt viste tic (silikagel, elueringsmiddel 15:10:2 kloroform:metanol:vann) totalomdanning til sukrose-6-benzoat. DMF ble fordampet ved redusert trykk og resten på 15,8 g oppløst i 50 ml aceton. Sukrose-6-benzoatet krystalliserte ut ved omrøring i romtemperatur. Oppslemmingen ble omrørt i 48 timer ved 0°C, filtrert og produktet vasket

med 2 ganger 20 ml aceton og tørket i vakuum ved 40° C. Utbytte 5,18 g. Analyse: 96,3% sukrose-6-benzoat.

Eksempel 10

Fremstilling av sukrose- 6- benzoat ved bruk av dibutyltinnoksyd i cvkloheksanol

En 100 ml enhalsrundkolbe, utstyrt med oljebad, magnetisk røreverk og kondensator med argoninnløp på toppen, ble sekvensielt chargert med 2,49 g (10,0 mmol) av dibutyltinnoksyd, 50 ml cykloheksanol og 25 ml o-xylen. Oppslemmingen ble oppvarmet til 150°C badtemperatur i 0,5 timer og den således oppnådde klare oppløsning holdt ved denne temperatur i ytterligere 1,5 timer. Oppvarmingsbadet ble tillatt avkjøling til 120°C og oppløsningen behandlet med 3,42 g (10,0 mmol) sukrose. Efter 6 timer ved 120°C badtemperatur ble blandingen avkjølt til romtemperatur, oppløsningsmidlene fordampet ved rotasjonsfordamper, mekanisk pumpe og 30°C badtemperatur, og den således oppnådde sirup ble oppløst i 125 ml DMF og behandlet med 2,26 g (10,0 mmol) benzosyreanhydrid ved romtemperatur under magnetisk omrøring og i en argonatmosfære i 6 timer. Fordamping av DMF (rotasjonsfordamper, mekanisk pumpe og 40° C badtemperatur, fulgt av behandling med 100 ml aceton, ga 2,82 g av et lyst gyldent faststoff som ved HPLC viste seg å bestå av 87,1% sukrose-6-benzoat.

Eksempel 11

Fremstilling av sukrose- 6- benzoat ved bruk av dibutyltinnoksyd og fenol.

Difenoksydistannoksan ble fremstilt i henhold til W.J. Considin et al., "Can. J. Chem", 41» 1239 (1963 ). En 500 ml enhalserundkolbe med oljebad, magnetisk rører og Dean-Stark felle med en Friedrich-kondensator med argoninnløp ble sekvensielt chargert med 4,70 g (50,0 mmol) fenol, 12,5 g (50,0 mmol) dibutyltinnoksyd og 350 ml toluen. Oppslemmingen ble omrørt og oppvarmet til tilbakeløp og den klare oppløs-ning kokt under tilbakeløp i 3 timer i løpet av hvilket tidsrom 150 ml uklar (våt) toluen ble fjernet fra Dean-Stark fellen. Oppløsningen ble tillatt avkjøling til romtemperatur, fordampet på en rotasjonsfordamper under vannpumpevakuum og ved 30° C badtemperatur, og det således oppnådde av hvite faststoff ble tørket under vakuum ved romtemperatur og 0,25 mm Hg i 30 timer.

Det urene difenoksydistannoksan i en mengde av teoretisk 25,0 mmol ble behandlet med 250 ml DMF og 17,1 g (50,0 mmol) sukrose og omrørt ved romtemperatur under argon. Sukrosen ble observert hurtig å oppløses mens det urene difenoksydistannoksan ble sett å kreve flere timer for å gå i oppløs-ning. Efter 12 timer ble den i det vesentlige klare oppløs-ning behandlet med 11,3 g (50,0 mmol) benzosyreanhydrid under fortsatt omrøring under omrøring under argon og reaksjonsforløpet for benzoyleringen overvåket ved silikagel tic ((15:10:2, kloroform-metanol-vann). Efter 12 ytterligere timer ble overskuddet av benzosyreanhydrid ødelagt med 25 ml metanol, DMF fjernet ved fordamping på rotasjonsfordamper ved mekanisk pumpeundertrykk og 40°C badtemperatur og råproduktet triturert med 200 ml aceton og dette ga 19.35 g hvitt faststoff som ved HPLC-analyse viste seg å bestå av 88,0% sukrose-6-benzoat.

Eksempel 12

Fremstilling av sukrose- 6- benzoat ved bruk av DBSS og benzovlklorid

En 100 ml trehalsrundkolbe utstyrt med argoninnløp, magnetisk røreverk og tilsetningstrakt ble chargert med 5,82 g (5,00 mmol) DBSS, 25 ml DMF og 25 ml di i sopropyletylamin. Blandingen ble avkjølt til -10°C og behandlet dråpevis med 4,36 g (31,0 mmol)benzoylklorid og omrørt i 60 minutter ved ca.

-10°C. Efter oppvarming til romtemperatur og omrøring i ytterligere 60 minutter ble reaksjonsblandingen bråkjølt med 15 ml metanol og fordampet i en rotasjonsfordamper med pumpevakuum og ved 55° C og man oppnådde et gummi lignende

faststoff som ved HPLC viste seg å inneholde 1,51 g sukrose-6-benzoat.

Acyleringsreaksj onen ved bruk av syreklorid slik det her vises virker best ved bruk av et hindret tertiært amin til stede i reaksjonsblandingen som syreakseptor. Imidlertid vil reaksjonen skride frem uten tilstedeværende amin eller med et ikke-hindret tertiært amin (som trietylamin) til stede.

Eksempel 13

Fremstilling av sukrose- 6- benzoat ved bruk av 1. 3- diklor-1. 1, 3, 3- tetrabutyldistannoksan.

En 1000 ml trehalsrundkolbe utstyrt med magnetisk røreverk, oljebad og argoninnløp ble chargert med 27,7 g (50,0 mol) 1,3-diklor-l,1,3,3-tetrabutyldistannoksan (Aldrich Chemical Company, katalog nr. 33, 109-0) og 500 ml DMF. Efter omrøring i ca. 15 minutter under argon ved romtemperatur ble oppløs-ningen behandlet med 22,9 ml (21,6 g) av en 25 vekt-% oppløsning av natriummetoksyd (5,40 g, 100 mmol) i metanol og omrøringen fortsatt i 14,5 timer. Oppslemmingen ble så behandlet med 35,9 g (105 mmol) sukrose og oppvarmet i 19 timer i et 80° C varmt bad mens argon ble blåst gjennom topprommet i reaksjonsbeholderen for å fjerne metanol.

Efter avkjøling til romtemperatur ble blandingen behandlet med 33,9 g (150 mmol) benzosyreanhydrid under omrøring ved romtemperatur under argon i 96 timer. Reaksjonsblandingen ble så fordampet i en rotas jonsfordamper med mekanisk pumpe over 40°C til en sirup som ble bestemt ved HPLC-analyse til å inneholde 26,9 g sukrose-6-benzoat.

Dette eksempel viser en alternativ måte for fremstilling av dimetoksy distannoksan reaktanten in situ.

Eksempel 14

Fremstilling av sukrose- 6- benzoat ved bruk av dibutyltinnoksyd og 2- etoksyetan

En oppslemming av dibutyltinnoksyd (7,36 g, 29,6 mmol) i 100 ml toluen inneholdende 2,76 g (29,6 mmol) 2-etoksyetanol ble kokt under tilbakeløp i 2 timer i løpet av hvilket de 0,35 g dannet vann ble samlet i en Dean-Stark-felle. Den resulterende klare oppløsning ble fordampet for å gi 10,43 g av en klar olje som ble omrørt i 2 timer ved 50°C med 10,0 g (29,2 mmol) sukrose i 50 ml DMF. Efter fjerning av ca. halvparten av oppløsningsmidlet i en rotasjonsfordamper med mekanisk pumpe og 50° C badtemperatur ble det således dannede DBSS behandlet ved romtemperatur i 18 timer med 7,27 g (32,2 mmol) benzosyreanhydrid i 20 ml DMF. Oppløsningsmidlet ble så fordampet og produktet opparbeidet på vanlig måte med 100 ml aceton og man oppnådde 9,58 g faststoff som ved HPLC-analyse viste seg å inneholde 83,4% sukrose-6-benzoat.

Dette eksempel viser bruken av substituert alkohol for å fremstille 1,3-di(hydrokarbyloksy)distannoksan reaktanten.

Claims (8)

1. Distannoksan, karakterisert ved at det er 1,3-di-(6-0-sukrose )-l,1,3,3-tetra(alkyl)-distannoksan.

2. Distannoksan ifølge krav 1, karakterisert ved at det er 1,3-di-(6-0-sukrose)-l,1,3,3-tetrabutyldistannoksan.

3. Fremgangsmåte for syntetisering av sukrosederivater, karakterisert ved at den omfatter å omsette sukrose med et 1,3-di(hydrokarbyloksy)-l,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan ved en temperatur og i et tidsrom tilstrekkelig til å gi et 1,3-di-(6-0-sukrose)-1,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan, at det oppnådde 1,3-di - ( 6-0-sukrose )-l,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan-produktet eventuelt underkastes et ytterligere reaksjonstrinn med et acyleringsmiddel for å gi en sukrose-6-ester, eller eventuelt å underkaste en blanding av a) sukrose, b) alkohol eller fenol, og c) et di(hydrokarbyl)tinnoksyd ved en temperatur og i et tidsrom tilstrekkelig til å gi et 1,3-di-(6-0-sukrose)-l,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan, eller eventuelt a) å underkaste en blanding av sukrose, alkohol eller fenol, og et di(hydrokarbyl)tinnoksyd, en temperatur og et tidsrom tilstrekkelig til å gi et 1,3-di-(6-0-sukrose)-1,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)-distannoksan, og b) å omsette produktet fra trinn a) med et acyleringsmiddel for derved å oppnå en sukrose-6-ester.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at fremgangsmåten gjennomføres i et alkohol- eller fenolreaksjonsmedium, fortrinnsvis i et lavere alkanol-reaksjonsmedium som metanol eller butanol.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man som 1,3-di(hydrokarbyloksy)-l,1,3,3-tetra-(hydrokarbyl)distannoksan benytter et 1,3-dialkoksy-l,1,3,3-tetra(hydrokarbyl )distannoksan eller et 1,3-difenoksy-1,1,3,3-tetra(hydrokarbyl)distannoksan.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man som 1,3-di(hydrokarbyloksy)-l,1,3,3-tetra-(hydrokarbyl)distannoksan benytter et 1,3-dialkoksy-l,1,3,3-tetra(alkyl)distannoksan, fortrinnsvis 1,3-dimetoksy-l,1,3,3-tetra(alkyl)distannoksan eller et 1,3-dibutoksy-l,1,3,3-tetra(alkyl)distannoksan og aller helst 1,3-dimetoksy-1,1,3,3-tetra(butyl)distannoksan eller 1,3-dibutoksy-l,1,3,3-tetra(butoksy )distannoksan.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man som alkohol anvender en lavere alkanol som metanol eller butanol.

8. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 eller 5, karakterisert ved at man som di(hydrokarbyl)tinnoksyd anvender dialkyltinnoksyd og fortrinnsvis dibutyltinnoksyd.